L'île de Gotland se trouve à 86 kilomètres à l'est de la Suède et à 145 kilomètres à l'ouest de la Lettonie, le plus proche des États baltes.
Gotland, tout comme l'île d'Öland en Suède et les îles de Saaremaa et d'Hiiumaa en Estonie, est un plateau calcaire sans montagne. Les roches qui la composent sont des roches sédimentaires datant du Silurien et orientées au sud-est. Les couches de roches sédimentaires du Silurien, dont l'épaisseur va de 200 à 500 mètres, recouvrent une couche moins épaisse (75-120 mètres) datant de l'Ordovicien. Ces roches se sont déposées dans une mer chaude, peu profonde et salée, près d'un continent équatorial.
Le point culminant de Gotland, à Lojsta au centre de l'île, n'est qu'à 83 mètres d'altitude. Cependant les falaises le long de la côte ouest sont souvent assez impressionnantes.
Les parties nord et sud de l'île sont dominées par des paysages arides, dont certains sont des alvars (des landes sèches particulières aux îles d'Öland et de Gotland), alors que le centre de l'île est l'une des régions les plus fertiles de la Suède.
On trouve également des piliers calcaires, appelés raukars, essentiellement au nord et au sud de l'île. Les raukars sont sculptés par la mer et parfois hauts de 10 m. La roche calcaire est par ailleurs riche en fossile.
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