自然地理的空间差异即地域差异，是自然地理系统（自然区域）地域分异的结果，是指自然地理系统各组成要素及整体在地球表面沿一定的方向发生的组成、外貌、结构等的空间分化以及因此形成不同等级的自然地理系统的过程或现象。地域分异是一种客观现象，主要由地球内部运动和太阳辐射在地球表层分布不均引起。贵州的自然地理差异主要受地壳运动的影响，是地球构造运动在地表的反映。
一、地质岩性差异
（一）地质构造
贵州地处两个大地构造单元——扬子准地台和华南褶皱带之间。铜仁—玉屏—镇远—凯里—丹寨—三都—独山麻尾一线以东的黔东南和铜仁部分地区为华南褶皱带，以西为扬子准地台。扬子准地台又分为黔北台隆、黔南台陷和四川台坳三个部分。以温水—习水县城—醒民一线为界，西北属四川台坳，西南为黔北台隆；以镇远—福泉—贵定—贵阳—平坝—安顺—镇宁—贞丰—册亨—兴义—巴结一线为界，西北为黔北台隆，以南为黔南台陷。
（二）地层与岩性
贵州出露地层比较齐全，从元古代到新生代地层均有出露，沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类岩石都有分布，其中沉积岩占主导，碳酸盐岩地层分布面积最广，是著名的“沉积岩王国”“喀斯特中心”。总体而言，贵州东部的黔东南和铜仁，以前寒武纪古老的变质岩为主，其余地区以古生代到中生代的沉积岩为主，具体分布如下。
岩浆岩：贵州的岩浆岩分布比较零星，面积不大，主要分布在黔东南和梵净山区。其中，梵净山、余庆县相对集中，主要为基性岩和超基性岩，如辉长岩等。
变质岩：贵州的变质岩以区域变质为主，集中分布在黔东南和梵净山区，多为浅变质的陆源碎屑岩和中酸性岩浆岩变质岩，属前震旦系和震旦系地层。黔东南前震旦系主要为广泛分布的厚13000余米的下江群巨厚层浅变质岩。
沉积岩：贵州沉积岩类型多，分布广，时代全。贵州的沉积岩从古生代到新生代都有分布，其中尤以中生代地层分布最广。
震旦系（Z）：主要分布在福泉—松桃一线以东、以南的黔东南和铜仁地区，尤以黔东南最为集中，黔中、黔北局部也有分布。黔东南的震旦系沉积岩主要为浅海相白云岩和陆源砂岩。黔中、黔北局部的震旦系地层分布以硅质岩、泥质白云岩等为主，开阳等地有凝块岩、紫红色黏土岩分布，黔北有碳质页岩、冰碛砾岩等分布。
寒武系（∈）：贵州寒武系沉积类型多样，主要分布在三都—贵阳—安顺—赫章一线以北、以东地区，该线以西、以南未发现，集中分布于铜仁、遵义、贵阳和黔南、黔东南西北部。贵州寒武系地层分上中下三段，上统（∈3）以白云岩为主，有灰岩、碎屑灰岩、泥灰岩、页岩等出露；中统（∈2）以白云岩、灰岩为主，下部页岩夹泥质灰岩；下统（∈1）上部以泥岩、页岩为主，下部以硅质岩为多。
奥陶系（O）：贵州奥陶系主要分布在黔北、黔东北和黔中东部。岩性以灰岩为主，上部有砂质页岩，生物化石丰富。
志留系（S）：贵州志留系地层分布不广，主要分布在黔北、黔东北和黔南都匀一带，岩性以砂岩、页岩、泥岩等为主。
泥盆系（D）：贵州泥盆系地层主要分布在赫章—纳雍—安顺—贵阳—黄平—雷山—三都一线以西、以南地区。岩性主要为潟湖相灰岩、泥灰岩，底层分布有砂岩、页岩等类别的碎屑岩。
石炭系（C）：贵州石炭系主要分布在贵州南部、西南部和西部，范围比泥盆系要大，集中出露区域为三都—瓮安—金沙—毕节一线以西、以南，为近岸浅海台地相和远岸浅海台地相沉积类型，以灰岩、白云岩为主，夹砂页岩。贵州石炭系十分发育，沉积类型多样，化石丰富，为贵州重要的含煤地层。
二叠系（P）：贵州二叠系极为发育，几乎全省均有分布，沉积类型齐全，生物化石丰富。贵州的早二叠系以碳酸盐岩为主，晚二叠系则比较复杂，贵阳地区上二叠系以砂页岩为主，龙潭组为贵州最重要的含煤地层。
三叠系（T）：贵州三叠系地层分布较为广泛，大致沿河—石阡—黄平—雷山—三都一线以西的贵州广大地区均有分布。贵州三叠系地层发育齐全，厚度大，是中国乃至世界三叠系发育最完好的地区之一。
侏罗系（J）：贵州侏罗系地层分布较为零散，主要分布区域在遵义—贵阳—盘县一线西北和黔东南天柱县帮洞一带，以赤水市最为集中、完好，厚度可达3000m。侏罗系地层多为紫红色、砖红色砂岩、页岩或泥岩。
白垩系（K）：贵州白垩系为陆相沉积，发育很差，分布面积较小，零星分布于黔中和黔西南地区，赤水、习水有较大面积分布。赤水、习水一带的白垩系地层只有上统，以砖红色巨厚层钙质砂岩为主，偶夹泥岩。其他地区的多紫红色砾岩等。
第三系（R）：贵州第三系地层与白垩系地层较相似，也零星分布于贵州各处。其中，以仁怀茅台一带较集中，多为砖红色砾岩、砂页岩堆积。
第四系（Q）：贵州第四系分布较广，为松散的坡积、残积、冲积、洪积、湖积物，其中黔东南和威宁等地分布较为集中，连片分布。
二、地形地貌差异
贵州的地形地貌差异与地质构造、地层岩性有较大关系，是地质构造与岩性相结合的产物。受到降雨等外力侵蚀的影响，贵州是一个典型的岩溶高原峡谷地貌区。
贵州在大地构造上呈现明显的三大单元。东部是江南台隆（江南古陆）和梵净山古陆，是长期隆升遭受剥蚀的蚀源区，形成了贵州东部的剥蚀、侵蚀山地丘陵地貌区域。西北角的赤水、习水是四川地台的组成部分，发育侏罗纪、白垩纪红色砂岩、泥岩等陆相地层，形成贵州的“丹霞地貌”，以侵蚀中低山地貌和台地地貌为显著特征。两大构造单元之间的黔中地区属扬子地台的扬子台褶皱带，从震旦系到三叠系均有分布的碳酸盐岩石在此处的分布面积达全省的73%，出露面积61%左右，从而使此处产生了与前两个单元截然不同的地貌类型——喀斯特地貌，使贵州成为我国乃至世界的“喀斯特王国”。贵州喀斯特地貌类型齐全，峰林溶原、峰丛漏斗及洼地、石沟、石芽石林、盲谷、坡立谷、石笋、石柱、边石堤等几乎所有的喀斯特地貌类型在贵州都可见到。贵州的喀斯特地貌还有向深性和重叠性发育的特征，漏斗、落水洞、竖井、峡谷广泛分布。
（一）地势差异
贵州省地势总体呈现“西高东低、三级台阶”格局，自西向东、自南向北地势有较大变化，但大部分海拔在600～1800m，占总面积的78.8%（表3.1）。
从地域差异看，西部毕节、六盘水海拔较高，海拔1600～2800m，为贵州的第一级台阶；中部安顺—贵阳一带为第二级台阶，海拔1000～1800m；以中部为核心，北部、东部、南部处于贵州高原向四川盆地及广西、湖南丘陵过渡区域，是贵州的第三级台阶，海拔100～800m。贵州地势以西部赫章—钟山交界处的韭菜坪最高；最低为东部黎平县地坪乡水口河出口。
表3.1 贵州各海拔高度分级及面积百分比
（二）地貌类型的空间差异
贵州地貌类型复杂多样，岩溶地貌发育，不仅有高原、山地，也有丘陵、台地、盆地（坝子）和阶地等，各地貌类型交叉分布。
贵州的高原是复合型的地貌类型，常由剥夷面组成，其中尤以西部威宁、赫章一带较典型。这一带地势起伏比较和缓，剥夷面保存完好，地表第四纪残积层较厚，高原特征比较明显。中部安顺—贵阳一带的高原面也比较完整，属于典型的喀斯特溶原残丘型高原，高原面上有面积大小不一的岩溶坝子，其上广泛残留溶蚀作用留下的低矮石灰岩丘陵。
贵州的山地以中山为主，低山比重不大。中山（900～2900m）主要分布在高原面周边，面积占全省总面积的60.87%，其中以毕节和六盘水最为集中；低山（＜900m）比较集中分布在黔东南和铜仁，面积占全省的14.24%。
丘陵主要分布在高原面及东部铜仁和黔东南一带。高原面上的丘陵以岩溶残丘为主，东部丘陵第四纪沉积覆盖较厚。
三、气候差异
受地理位置和地形影响，贵州的气候差异较大，立体气候特征明显，主要表现在以下几个方面。
（一）日照时数总体较低，从西南向东北递减
贵州多阴雨天气，整体属西南低日照地区，但存在明显区域差异。根据贵州日照分布图，贵州日照具有西南高，东北低的总体趋势。西部的威宁、盘县、兴义等地，日照时数较高，平均每年在1500h以上。其中，威宁最高，达到1800h，号称“日光城”。赫章—纳雍—水城—晴隆—贞丰—望谟一线，年日照时数在1400～1500h，逐渐降低，到贵阳、都匀后逐步从南向北降低，贵阳等地年日照时数还有1200h，到了遵义就降到了1100h，到道真等地已经在1000h以下了。
（二）气温从西向东逐步升高，热量条件东西差异较大，垂直差异明显
贵州属亚热带湿润季风气候区，气候温暖湿润，但受地势高低起伏的影响，气温和热量条件的区域差异十分明显。西部威宁、赫章和六盘水一带，地势较高，气温较低，年均气温多不到12℃，其中威宁只有10.4℃，≥10℃积温小于4000℃，其中威宁只有2500℃左右，属高原暖温带和温带气候。以此向东，金沙—息烽—开阳—瓮安—福泉—都匀—平塘—紫云—贞丰—安龙一线以西地区，热量条件中等，属北亚热带气候，年均温12℃～18℃，≥10℃积温4000℃～5000℃。此线以东、以北、以南地区，河流切割较深，热量条件较好，属中亚热带气候，尤其是黔东南和铜仁以及赤水河、南北盘江河谷，热量条件较好，除地处山区的雷山等地外，年均温多在16℃以上，≥10℃积温4000℃～6000℃。地处河谷的铜仁城区、岑巩、玉屏、锦屏、从江县城等，年均温则在18℃以上，≥10℃积温大于5000℃。
（三）降雨时空分布不均，区域差异较大，季节变化明显
贵州的降雨时空分布不均。从地域分布看，贵州降雨南部多，北部少，东南部多，西北部少。贵州有三个多雨中心，第一个是兴义—盘县—六枝的南北盘江流域，年降雨量1300mm以上，尤以晴隆、六枝一带最多，年均降雨量超过1500mm，晴隆年均降雨量1538mm，为全省降雨之冠；第二个多雨中心以都匀—丹寨为中心，是包括独山、三都、都匀、丹寨、雷山和麻江在内的南部多雨区，年均降雨量1300～1500mm，其中丹寨最高。第三个多雨中心位于江口—万山一带的武陵山迎风坡，年均降雨量为1250～1350mm。贵州降雨较少的区域有威宁—赫章一带和道真、务川等地，赫章年均降雨量只有854mm左右，为贵州最少。
贵州降雨的季节性变化明显，属于典型的夏雨型降雨区，5～9月的降雨量占全年降雨量的一半以上，其他季节降雨相对较少。其中，毕节—普定—关岭—贞丰—册亨一线以西为冬干型，冬春降雨量少。其余地区各季节均有降雨，无明显干季。
四、植被与土壤
（一）植被
贵州地处亚热带常绿阔叶林带，地带性植被属于亚热带常绿阔叶林，但受气候、地形等因素影响，表现出十分复杂的分布特点和区域差异。
贵州多灌丛植被，森林植被较少，且分布不均。贵州东部黔东南州和铜仁，西北的赤水、习水，南部的紫云、册亨、望谟一带的河谷地区等，森林面积较广；贵州西部和中部植被稀疏，多石灰岩灌丛。总体而言，受人类活动影响，森林植被大多集中分布在山区和河谷地区。贵州天然植被保存已不多，集中分布在黔东南的雷公山、铜仁的梵净山、遵义的金鼎山、都匀的斗篷山等山区。
受热量条件影响，贵州的植被具有明显的地带性差异。从北向南，地带性植被从中亚热带常绿阔叶林逐渐过渡到南亚热带河谷季雨林。北部边缘（大娄山以北），植被多与川、渝相似，发育有常绿樟栲林、松杉林和毛竹林，尤以赤水、习水等地的毛竹林集中连片。中部以常绿落叶阔叶混交林和石灰岩植被为主，多灌丛。西南部南北盘江、红水河河谷地区，热量条件较好，植被表现出南亚热带的植被特征，在河谷中有“走廊式”的沟谷季雨林、河谷季雨林、河谷高草灌草丛和稀树灌草丛等热带性植被分布。
同样，受温度和降雨东西差异的影响，从东到西，贵州的植被类型也有明显变化。东部地带性植被为湿润亚热带常绿阔叶林，并且保存较为完好，破坏后演化为以马尾松林、杉木林为主的针叶林。中部喀斯特植被极为典型且分布普遍，但受人为活动的影响，地带性常绿阔叶林已不多见，仅在局部地区保存有斑块状的喀斯特常绿、落叶阔叶混交林和以柏木为主的针叶林。受人类活动影响较大的石灰岩丘陵山地，多为次生的喀斯特藤刺灌丛，而碎屑岩出露区域或碳酸盐岩古风化壳上发育形成的酸性土区域，则有马尾松林、杉木林及栎类灌丛分布。西部乌蒙山地区地势较高，发育的植被逐渐演变为与云南相似的类型，即地带性植被是半湿润常绿阔叶林，有部分硬叶常绿林分布，针叶林以云南松林为主，还有部分滇油杉林、华山松林分布。
受地形影响，贵州植被垂直地带性表现突出，尤其是梵净山、雷公山等高大山脉地区，表现更为明显。梵净山相对高差超过2000m，因而具有明显的垂直地带性：1300m以下为以栲、青冈为主的常绿阔叶林，1300～2100m为以青冈、水青冈（落叶）等为主的常绿、落叶阔叶混交林，2100～2350m为以铁杉、冷杉为主的亚高山针叶林，2350～2572m为以杜鹃、大箭竹为主的亚高山灌丛和以冷蒿、流苏等为主的草甸（北坡）。雷公山与此类似，1300m以下为以甜楮栲、钩栲等为主的常绿阔叶林，1300～2100m为以水青冈、灯台树、木荷等为主的落叶、常绿混交林，2100m以上为以猫儿刺、大白杜鹃等为主的山地灌丛。
（二）土壤
贵州土壤受气候、岩性影响较大，因此，其类型多种多样且地域差异较大。
贵州的土壤以地带性土壤为基础，兼有岩性土和耕作土。贵州地处亚热带湿润季风气候区，地带性土壤属黄壤、红壤，海拔较高处为黄棕壤。受岩性影响，发育较浅的岩性土壤——石灰土和紫色土，分布面积较广，是主要土壤类型。在人类活动影响下，水稻土、黄泥土、大土泥等人工土壤广泛分布于各处。
贵州东部（铜仁和黔东南）受岩性影响小，土壤发育程度深，红壤、黄壤为主要土壤。其中，红壤主要分布在河谷地区，黄壤广泛分布在海拔1400m以下的低山丘陵地区。海拔1400～1600m地区则发育有山地黄棕壤。海拔1600m以上地区多山地灌丛草甸土。
贵州中部碳酸盐出露较广，属喀斯特地区，石灰土分布面积广泛，与黄壤交错分布。风化沉积层较浅薄的丘陵、低山等大多是石灰土，平坦低洼处冲积、残积较厚的区域则发育有地带性土壤——黄壤。紫色砂页岩出露区发育有紫色土，但一般分布面积较小，属零星分布。
贵州西部（威宁、赫章、六盘水一带）因海拔较高，风化层厚，广泛分布地带性土壤——黄棕壤，局部有石灰土、紫色土分布。
贵州西北角的赤水、习水一带，受岩性影响较大，是紫色土集中分布区域，而西南部南北盘江流域（罗甸—册亨—望谟—贞丰一带），气候干热，发育的土壤以红壤为主。
五、自然地理的总体分异与综合自然区划
（一）地域分异因子
贵州自然地理环境的区域差异是多种因素影响的结果，其中，地理位置、海拔、岩性是根本因素，在此基础上，热量、降水的差异是造成贵州自然地理环境产生区域差异的主要直接原因。贵州自然地理环境总体差异是以上因子共同作用的结果。
（二）地域分异
从自然地理要素和整体两方面看，贵州自然地理的地域差异还是比较明显的。从水平方向看，存在从东到西、从南到北两个方向的分化。贵州自然地理环境从东到西，依次出现亚热带低山丘陵—亚热带喀斯特高原—高原暖温带；从南到北，主要景观更替表现为干热河谷南亚热带—亚热带喀斯特高原山地—丹霞低中山河谷。从垂直方向看，低热河谷到高寒山区，出现南亚热带到温带的景观变化。
（三）综合自然区划
根据前述自然地域分异，贵州自然地理从东到西可分为三个自然综合地域单元：东部亚热带低山丘陵区、中部亚热带喀斯特高原低中山区、西部暖温带高原中高山区。从南到北，则可以划分为南部亚热带干热河谷区、南部亚热带喀斯特中低山区、中部亚热带喀斯特高原丘陵区、北部亚热带喀斯特中低山区和西北亚热带干热河谷丹霞地貌区。综合而言，贵州综合自然区划可划分为七个自然区：东部亚热带低山丘陵区、中部亚热带喀斯特高原丘陵区、西部暖温带高原中高山区、南部亚热带干热河谷区、南部亚热带喀斯特低中山区、北部亚热带喀斯特低中山区和西北亚热带干热河谷丹霞地貌区。