A Negev annak a sivatagi övezetnek a része, amely az Atlanti-óceántól egészen Indiáig húzódik. A Negev északi és nyugati részén porózus, részben löszfelszínű síkság alakult ki. A déli táj sokkal változatosabb: hegyek, völgyek, és erózió alakította kráterek szabdalják, amelyek közül a legnagyobb és legismertebb a Maktes Ramon.
Amikor télen és tavasszal bő csapadék hull, a kiszáradt medrek hegyi patakokká változnak, és a sivatag egy rövid időre kivirágzik. A legmagasabb hegy az 1035 m magas Har Ramon. Elattól 25 km-nyire található a Timna Nemzeti Park, ahol ma is láthatóak a Kr. e. 3000-ben létrehozott rézbányák.
A júdeai sivatagot tévesen a Negev részének szokták tekinteni. Ez azonban helytelen, mivel a júdeai sivatag esőszegény hegyoldal, míg a Negev valódi száraz sivatag. A két terület között képzeletbeli határt húzhatunk Arad városától kelet-nyugati irányban.
A Negevet a Sefela síkságtól elválasztó északi határt a nedvesség határozza meg. Az eredeti meghatározás szerint a sivatag Kirjat Malachi, sőt Kirjat Gat határában kezdődik, azonban a Negev északi, csapadékos területei az utóbbi évtized során mintegy tucat kilométerrel délebbre húzódtak.
A Negev-sivatag északi részén az évi átlagos csapadékmennyiség 350–400 mm. Ez lehetővé teszi, hogy örökzöld tűlevelű erdő éljen ezen a területen. Berseba környékén az évi átlagos csapadékmennyiség 200 mm. A Berseba és Szede Boker közötti terület száraz sztyeppe képét mutatja, ettől délebbre kezdődik a valódi homoksivatag. Elatban kb. 30 mm a csapadék átlagos mennyisége évente, ami nagy ingadozásokat mutat.
A Negev területén két csapadékos időszak van. Az egyik a téli hónapokban, amikor a délről érkező eső a Földközi-tenger fölé érve egy frontot generál. A többi évszakban a Vörös-tenger felől egy alacsony légnyomású front okoz esőzést, néha igen heveset. Berseba városában a téli, míg Elatban a másodikként leírt esőzés jellemző.