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Date le enormi dimensioni dello stato del Texas (12% della superficie contigua degli Stati Uniti), è molto vario dal punto di vista geografico. In linea di massima, può essere diviso in quattro zone fisiche, che coincidono con sezioni delle grandi regioni del territorio americano: la pianura costiera, i bassopiani centrali, la grande pianura e le Montagne Rocciose. L'altezza media dello stato è di 518 m sul livello del mare, e il punto più alto si trova sulla sommità del monte Guadalupe, di 2.667 m. La pianura costiera si estende dalla costa del golfo del Messico verso l'interno delle sezioni meridionali e orientali del Texas.
A sua volta si suddivide in diverse regioni: La prateria del golfo, la pianura del Rio Grande e le fertili pianure che si estendono dall'Oklahoma,(che è infatti l'estensione delle pianure Osage che coprono il sud di questo stato), fino alla parte centrale del Texas. Questa porzione della pianura costiera del golfo ha un'altezza massima di 305 m. La regione dei bassopiani centrali è caratterizzata da un terreno poco ondulato, varia in altezza tra 180 e 900 m, approssimativamente. Questa zona comprende la parte centrale dello stato, tra il fiume Red ed il territorio che si estende a sud del fiume Colorado. Il suolo di questo territorio è adatto per l'agricoltura e l'allevamento, ed il suo sottosuolo è ricco in risorse minerali. A ovest della regione dei bassopiani il terreno si alza gradulamente, fino ad arrivare alla sezione delle Grandi Pianure con terreni semiaridi la cui parte più conosciuta è il Llano Estacado, a sud del fiume Canadian. Con altezze che oscillano tra 760 m e 1.235 m, questa pianura si estende negli stati di Oklahoma e Nuovo Messico, e verso ovest a sud della città di Midland fino a collegarsi con le Montagne Rocciose. In questa regione sudoccidentale si trova l'Edwards Plateau una zona con strette valli selvagge.
La zona montuosa del Texas, (Trans-Pecos), si trova nella parte sudoccidentale dello stato, con ampie vallate, altipiani e quote fino a 2.667 m, (Guadalupe Peak). Il terreno è arido e non appropriato per lo sfruttamento agricolo.
I fiumi più importanti del Texas sono il Rio Grande, il Red il Colorado, e il Brazos. Il Rio Grande segna la frontiera tra gli Stati Uniti e il Messico, da El Paso fino al Golfo del Messico. A causa della grande quantità di acqua del Rio Grande che viene utilizzata nel Nuovo Messico, il fiume entra in Texas, con flusso molto ridotto fino a che vicino ad Ojinaba riceve le acque del fiume Conchos, dal versante messicano. Il fiume Red nasce vicino alla città di Amarillo e definisce la maggior parte del confine tra Texas ed Oklahoma, stato quest'ultimo dove scorre fino ad arrivare al fiume Mississippi. I fiumi Brazos e Colorado ( da non confondere col più grande Colorado che scorre nello stato omonimo), scorrono per gran parte del territorio texano, in direzione sud-est fino a sfociare nel golfo del Messico. Altri fiumi importanti, tanto per la portata come per la loro utilità economica, sono il fiume Canadian tributario dell'Arkansas e che scorre nel settore nordoccidentale dello stato, (regione conosciuta come Panhandle, tra New Mexico e Oklahoma), il Nueces, il Neches, il Sabine, il Trinity, il San Antonio e il Guadalupe. Il Texas ha pochi laghi naturali. Il più esteso è il Sabine, nella parte est del Texas, vicino allo stato della Louisiana. La maggioranza dei laghi sono stati costruiti sui principali fiumi. I più importanti sono l'Amistad, il Falcon, il Texoma, il Patman e il Tawakoni.
Il clima del Texas può qualificarsi come subtropicale umido in alcune aree, arido in altre e perfino continentale in alcuni settori. Le variazioni in questo aspetto sono determinate da tre grandi fattori: altitudine, latitudine ed effetto delle grandi correnti. In alcuni zone del Texas, il tempo subisce cambiamenti brusci per la confluenza dei venti freddi del continente e delle correnti umide e calde provenienti dal golfo del Messico. In generale si può dire che le estati in Texas sono calde e gli inverni miti, e che nelle brevi stagioni di autunno e primavera gode di temperature molto gradevoli. Le temperature medie oscillano, secondo le zone, tra 9 °C e -4 °C in gennaio, e 31 °C e 34 °C in Luglio. Così, la zona est del Texas, vicino al mare, presenta estati calde ed umide, con temperature di fino a 35 °C, mentre in inverno il termometro scende raramente al di sotto dello 0. Nell'estremo nord dello stato, le temperature in estate sono più elevate, in alcune zone, come ad Amarillo, temperature di 38 °C si hanno frequentemente, e molti giorni sotto lo 0 nei mesi invernali. In quanto alle precipitazioni oscillano nella maggior parte dello stato tra 1.200 mm e 1.390 mm, sebbene in alcune aree dell'ovest non si misurano più di 254 mm di pioggia in media annualmente. Le nevicate sono molto scarse in tutto il territorio, praticamente inesistenti nella zona meridionale e sudorientale; di una certa consistenza solo negli altipiani dell'interno. Al contrario, tornado ed uragani devastano sporadicamente il territorio texano.
Il Texas è uno degli stati più vasti degli Stati Uniti, sia in termini di paesaggi che di biodiversità. La varietà di ecosistemi presenti in questa regione contribuisce alla ricchezza della sua flora e fauna, che varia notevolmente da una zona all'altra.
Le foreste del Texas orientale sono un vero paradiso per gli amanti della natura. Qui, le dense foreste di pini si estendono a perdita d'occhio. Oltre ai pini, queste foreste ospitano anche querce, noci americani, frassini e magnolie. La fauna del Texas orientale è altrettanto ricca. Questa regione è un importante punto di passaggio per molte specie di uccelli migratori, inclusa la gru urlatrice, una specie ormai quasi estinta. Tra i mammiferi, si possono ancora trovare l'orso bruno, il puma e l'antilope. La presenza di corsi d'acqua e zone umide favorisce la vita di numerosi animali acquatici, come il topo muschiato e il visone.
Le praterie del Texas settentrionale sono caratterizzate da ampie distese di erba alta. In queste praterie, la flora dominante è costituita da graminacee perenni, tra cui la big bluestem, il little bluestem e il switchgrass.
La fauna delle praterie comprende molte specie, dai piccoli roditori ai grandi predatori. Un tempo, il bisonte americano dominava queste terre, ma ora è purtroppo scomparso. Tuttavia, si possono ancora avvistare coyote, volpi e tassi. Le praterie sono anche abitate da numerosi uccelli di prateria, come il gallo delle praterie e lo spioncello delle praterie, che nidificano tra le erbe alte.
Le montagne del Texas occidentale, in particolare la catena dei monti Trans-Pecos, offrono un habitat unico con le loro altitudini e le condizioni climatiche più fresche. Qui, le foreste di pini e abeti dominano il paesaggio. Queste montagne ospitano anche una varietà di piante xerofile, come cactus, agave e yucca, che sono adattate alle condizioni aride e semi-aride.
fauna delle montagne del Texas occidentale è altrettanto affascinante. Il puma è un predatore di punta in queste regioni, mentre le pecore delle montagne rocciose (bighorn sheep) sono un'icona della fauna locale. La varietà di habitat montani permette anche la presenza di numerosi rettili, inclusi serpenti a sonagli e lucertole cornute.
Il Texas meridionale è caratterizzato da un clima semiarido, con estati calde e inverni miti. La vegetazione tipica di questa zona include cespugli di mesquite, querce e cedri. Le piante come i cactus e le yucca, sono comuni. Questa regione è anche conosciuta per le sue piante aromatiche, come la salvia e il rosmarino selvatico. La fauna del Texas meridionale include specie adattate alle condizioni aride. L'armadillo, con il suo caratteristico guscio corazzato, è un abitante comune. Il coyote, la volpe e il tasso sono predatori che prosperano in questo ambiente. Gli uccelli migratori, come la gru canadese, fanno tappa qui durante i loro lunghi viaggi.
La costa del Golfo del Texas è una regione di grande biodiversità, grazie alla combinazione di habitat marini e terrestri. Le paludi salmastre e le praterie costiere sono dominate da piante come il cordgrass e il cattail. Le dune di sabbia sono stabilizzate da piante come il beach morning glory e il sea oats. La fauna della costa del Golfo è altrettanto diversificata. Le spiagge e le acque costiere sono importanti siti di nidificazione per le tartarughe marine, come la tartaruga liuto. I delfini e le balene possono essere avvistati al largo, mentre gli estuari e le zone umide sono ricchi di pesci, crostacei e uccelli acquatici. I pellicani bruni, gli aironi e le spatole rosate sono solo alcune delle specie di uccelli che abitano questa regione.