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L'Iowa fa parte della regione della pianura centrale, zona compresa tra i Monti Appalachi e le Grandi Pianure. Lo stato è occupato per la maggior parte da una prateria, con la massima elevazione nel nord, 509 m, al confine con lo stato del Minnesota, ed il punto più basso nel sud-est. La regione che comprende lo stato dell'Iowa durante il Pleistocene è stato sottoposto agli effetti di quattro glaciazioni. Pertanto, le glaciazioni ed i periodi interglaciali, (che cominciarono 1.6 milioni di anni fa, e finirono approssimativamente diecimila anni fa), hanno plasmato il suolo di questo territorio, ed ha causato il cambiamento del corso dei principali fiumi. La regione centro-settentrionale dell'Iowa, coperta dall'ultima glaciazione, è una zona relativamente più ondulata che il resto dello stato. La sezione sud dello stato è una regione di basse colline.
In generale, i fiumi dell'Iowa che scorrono in direzione sud-ovest, sono tributari del fiume Missouri, e quelli che scorrono in direzione sud-est sfociano nel Mississippi. Il fiume più lungo dell'Iowa è il Des Moines che percorre 800 Km fino al Mississippi. Altri corsi d'acqua importanti sono il fiume Turkey, il Wapsipinicon; l'Iowa e i suoi tributari, il Cedar e lo Skunk. I principali fiumi del bacino del Missouri sono: il Floyd, il Little Sioux, il Boyer e il Nishnabotna. Per quanto riguarda i laghi naturali, la maggior parte si concentrano nella regione di nord-ovest dell'Iowa, e sono il laghi Spirit, West Okoboji, Storm e Clear. Il Rathbun e il Red Rock sono invece i più grandi laghi artificiali.
Il clima Le primavere sono umide e le sue estati calde. Gli inverni sono freddi, con temperature spesso sotto i -15 °C, mentre in estate, a volte si raggiungendo 35 °C. Nella capitale, la temperatura media in gennaio è di -6 °C ed in Luglio di 24 °C. Le precipitazioni in forma di neve sono comuni durante i mesi invernali. La precipitazioni medie annuali sono di 660 mm nel nord-ovest e di 910 mm nel sud-est, con temporali molto più frequenti in giugno che nei mesi invernali, dovuto all'effetto delle masse umide tropicali provenienti dal golfo del Messico.
Le foreste, che si trovano soprattutto nel collinoso sud-est, occupano meno di 10.000 km2. La fauna comprende cervi bianchi, uccelli e piccoli animali selvatici adattatisi agli insediamenti agricoli. Sono invece scomparsi bufali, puma e altri grandi mammiferi.