La Guyana francese confina con due paesi: Il Suriname a ovest e il Brasile a est e a sud. A nord c'è l'Oceano Atlantico. Ci sono due regioni geografiche principali: una fascia costiera dove vive la maggior parte della popolazione, e una densa foresta pluviale che sale gradualmente fino alle modeste cime delle montagne Tumuc-Humac lungo la frontiera brasiliana.
Il punto più alto del dipartimento è Bellevue de l'Inini (3°35′N 53°31′W / 3.583°N 53.517°W / 3.583; -53.517 (Bellevue de l'Inini)) nel comune di Maripasoula; è (851 m (2.792 ft)) alto. Altre montagne sono Mont Machalou (782 m), Pic Coudreau (711 m) e Mont St Marcel (635 m).
Diverse piccole isole si trovano al largo della costa, le tre Îles du Salut che includono l'Isola del Diavolo, e le isolate Îles du Connétable più avanti lungo la costa verso il Brasile.
La diga di Petit-Saut nel nord del dipartimento forma un lago artificiale e fornisce energia idroelettrica. Ci sono molti fiumi nella Guyana francese.
È il dipartimento francese con più foreste, il 98% del dipartimento è coperto da una foresta equatoriale.
Dal 2007[update], la foresta amazzonica nella parte più meridionale del dipartimento, è protetta come il Parco amazzonico della Guiana, uno dei dieci parchi nazionali di Francia. Il territorio del parco copre circa 33.900 chilometri quadrati nei comuni di Camopi, Maripasoula, Papaïchton, Saint-Élie e Saül.
Clima
Il clima di Cayenne, ad un'altitudine di 9 m sul livello del mare, è del sottotipo Af (Tropical Rainforest Climate, noto anche come clima equatoriale) nella classificazione climatica di Köppen.
La temperatura media annuale a Cayenne è di 26.7 °C (80.1 °F). Il mese più caldo, in media, è settembre con una temperatura media di 27.2 °C (81.0 °F). Il mese più fresco in media è gennaio, con una temperatura media di 26,1 °C (79,0 °F).
La quantità media di precipitazioni per l'anno a Cayenne è di 3.205,5 mm (126,2 in). Il mese con più precipitazioni in media è maggio con 513.1 mm (20.2 in) di precipitazioni. Il mese con meno precipitazioni in media è settembre con una media di 43,2 mm (1,7 in). C'è una media di 201,0 giorni di precipitazioni, con la maggior parte delle precipitazioni che si verificano in maggio con 27,0 giorni e la minor precipitazione che si verifica in settembre con 5,0 giorni.