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Lo stato dello Utah si trova ai margini del Gran Bacino del subcontinente americano e nel versante occidentale delle Montagne Rocciose. Tre sono le sue principali regioni fisiche: le Montagne Rocciose che occupano il settore nord-ovest dello stato; la regione degli altipiani, nella zona centrale dello Utah; e la regione desertica e montuosa che si prolunga per lo stato del Nevada. L'altezza media di questa regione è 1.860 m, col punto più elevato sulla cima del monte Kings, 4.123 m, ed il punto più basso in Beaverdam Creek, 610 m. La sezione delle Montagne Rocciose dello Utah è formata da due catene montuose, il Massiccio di Wasatch ed i monti Uinta. Il Massiccio di Wasatch, vicino alla frontiera con il Wyoming, ha alcune montagne al di sopra dei 3.300 m. A ovest di questa catena in una striscia di terra fertile, si stabilirono nel secolo XIX i primi coloni mormoni, benché più tardi occuparono le valli più elevate di Cahe, Ogden, Morgan e Heber. I monti Uinta hanno montagne ancora più elevate, tra esse il monte Kings. La regione degli altipiani, occupa la zona centrale dello stato. Nel cuore di questo settore si trova una regione di pianure ondulate, fortemente erose, divisa dal fiume Colorado. A nord-ovest si trova la regione dei canyon, di grande attrattiva turistica. Nella parte ovest dello Utah si trova la terra desertica che fa parte del Gran Bacino che si estende nel Nevada, ed è una superficie piatta situata oltre 1.200 m sul livello del mare.
I fiumi più importanti dello Utah sono il Bear, il Weber, il Green, il Colorado, lo Snake e il Jordan. Molti di essi sfociano nei laghi interni, come il Grande Lago Salato (Great Salt Lake), il lago Utah ed il lago Sevier. Il primo di questi laghi, è il più esteso dello stato, con 4.660 Km² di superficie media, varia sostanzialmente secondo la stagione e per l'intensa evaporazione. Deve il suo nome alla grande concentrazione di sale, (20-25%). Il lago artificiale più importante è il Powell, formato dalla diga di Glen Canyon.
Il clima di questo stato è relativamente mite, sebbene ci siano delle grandi differenze, mentre il clima della parte sud-occidentale si può definire subtropicale, gli inverni della zona montuosa del nord sono molto freddi. Le temperature medie annuali variano tra lo 0 che si registra nelle cime delle montagne del nord-est, ai 16 °C della regione sudorientale. Le precipitazioni sono quindi irregolari tra le regioni. Così, mentre nella regione desertica si registrano precipitazioni medie annuali di 127 mm, nelle valli e nella regione montuosa si hanno 1.000 mm di pioggia l'anno. Le precipitazioni nevose sono comuni nei massicci montuosi, sufficiente per il funzionamento delle stazioni sciistiche.
Lo Utah è un territorio ricco di meraviglie naturali, che spaziano dai deserti aridi alle maestose montagne. Questa diversità di ambienti ospita molte specie di flora e fauna. I deserti dello Utah, come il famoso Deserto del Gran Bacino, sono caratterizzati da una vegetazione che ha saputo adattarsi a condizioni estreme. Gli arbusti sono predominanti, con specie come il creosoto e il sagebrush che coprono vaste aree. I cactus sono un altro elemento distintivo, con varietà come il cactus a botte e il fico d'India che prosperano nelle zone più aride. Alle pendici delle colline e nelle aree di altitudine media, troviamo varietà di pini e ginepri. Man mano che si sale in altitudine, la vegetazione diventa più densa e diversificata. Le montagne dello Utah, come le Montagne Rocciose, sono coperte da foreste di abeti e pini. Nelle aree alpine, oltre i 3.000 metri di altitudine, la flora cambia drasticamente. Qui, gli abeti rossi e i pini bianchi dominano il paesaggio, resistendo ai rigori dell'inverno e alle brevi stagioni di crescita estiva.
L'animale più comune nello Utah è il cervo, che si può avvistare in gran parte dello stato. Le alci sono meno comuni, ma ancora presenti, specialmente nelle aree montane. Altri grandi mammiferi includono i cavalli selvatici e le antilopi, che si trovano principalmente nelle zone di prateria. I Monti Henry ospitano ancora piccoli branchi di bisonti, un ricordo vivente della grande mandria che un tempo vagava per l'America del Nord. Tra i predatori, le volpi e i coyote sono abbastanza comuni, mentre animali più piccoli come castori, topi muschiati, martore e visoni popolano i fiumi e le foreste. Il serpente a sonagli del Gran Bacino è uno degli animali più pericolosi dello Utah. Questo rettile è noto per il suo veleno e per la sua abilità di mimetizzarsi perfettamente con l'ambiente circostante. Tuttavia, come molti predatori, gioca un ruolo cruciale nel mantenimento dell'equilibrio dell'ecosistema. Fagiani, oche, pernici e tacchini selvatici sono comuni, specialmente nelle aree umide e nei parchi nazionali. Tra i rapaci, si possono avvistare varie specie di aquile, avvoltoi e sparvieri. Le aquile reali, in particolare, sono un simbolo della maestosità e della forza della natura selvaggia dello Utah. La fauna ittica dello Utah è altrettanto ricca. I fiumi e i laghi ospitano specie come lucci, pesci gatto, carpe, pesce persico e trote.