Второй по величине (после Сицилии) большой остров Италии Сардиния (вместе с мелкими прилегающими островами 24 тыс. кв. км) по климату имеет много общего с Сицилией, но сильно отличается по геологическому строению и рельефу.
Сицилия представляет продолжение геологически юного Апеннинского хребта, а Сардиния — остаток древней Тиррениды (или Корсо-Сардского массива).
Сардиния в основном — массив, созданный герцинской складчатостью, с мощными интрузиями гранитов. В мезозойскую эру герцинская структура была здесь сглажена размывом и раздроблена на отдельные глыбы, испытывавшие неравномерные вертикальные движения и частично затоплявшиеся морскими трансгрессиями. Расколы и диференцированные движения продолжались в третичном и четвертичном периодах, сопровождаясь мощной вулканической деятельностью.
В миоцене Сардиния распалась на архипелаг островов, впоследствии спаянных массами изверженных пород и миоценовыми и четвертичными отложениями, в результате общих поднятий острова, происходивших в плиоцене и позднее. Тем не менее консолидированная в один островной массив Сардиния и сейчас по своему строению, тектонике и рельефу может рассматриваться как «мозаика глыб». Новейшие диференцированные движения, в частности, отражены в характере берегов. Так, северо-восточный район побережья Сардинии представляет типичные ингрессиониые — риасовые формы, а северо-западный район, напротив, обнаруживает признаки недавних поднятий: плейстоценовые морские террасы подняты здесь на высоту до 95 м. В заливе Кальяри наблюдаются на близких расстояниях неравномерно приподнятые плейстоценовые террасы. При этом опущенные терассы находятся в части берега, примыкающей к обширной аллювиальной низине Кампидано, протягивающейся через весь остров от юго-востока к северо-западу, между заливами Кальяри на юге и Ористано на западе.
Низина Кампидано отделяет горную область юго-запада Сардинии — Иглезиас — от основного массива острова. Кампидано — типичный молодой грабен, сопровождающийся по краям многочисленными выходами изверженных пород и образующий наиболее крупную низменную равнину Сардинии. На востоке к Кампидано прилегает другой, более древний, протягивающийся параллельно грабен, заполненный известняками и мергелями миоцена, ныне приподнятыми и расчленёнными широкими долинами рек в холмистый ландшафт.
Берега Сардинии на большей части протяжения типично сбросовые. Таков, в особенности, почти прямолинейный, гористый и труднодоступный юго-восточный берег острова. Сбросовый генезис имеют также врезанные в массив острова полукруглые и лопастные заливы Кальяри, Ористано, Оросеи, Асинара. Наряду с молодыми сбросовыми формами берегов имеются, как было выше указано, сравнительно редкие участки ингрессионного типа, как риасовые бухты и островки (Капрера и Маддалена) гранитного массива Галлура на северо-востоке Сардинии. У противоположной, юго-западной оконечности Сардинии находятся два острова — Сан-Пьетро и Сан-Антиоко, сложенные из миоценовых трахитов, отделившиеся в результате сбросов и небольшого опускания береговой линии. В связи с общим молодым поднятием всего островного массива чаще представлены приподнятые террасовые участки берега.
Берег далеко не везде доступен для мореплавания и сообщения с внутренними районами острова, которые поэтому остаются сравнительно замкнутыми и труднодоступными, что содействовало сохранению в Сардинии архаических форм культуры и быта. Жители Сардинии, в отличие от большей части населения Италии, никогда не проявляли особой приверженности к мореходству; берега острова сравнительно мало заселены. Кроме того, и земледелие получило здесь меньшее развитие, чем в остальной Италии; до сих пор во многих районах Сардинии господствует пастушеский быт. Малая заселённость и освоенность побережья и плодородных аллювиальных низменностей (в молодых сбросовых котловинах) отчасти объясняются заболоченностью плоских низин, со свирепствующей здесь малярией. От малярии Сардиния страдает больше всех областей Италии, что в значительной степени объясняется культурной и экономической отсталостью населения острова.
Вулканические горные породы и связанные с ними формы рельефа играют большую роль в ландшафтах, в особенности западной половины острова. Они принадлежат к двум главным типам — более древним (миоценовым) трахитовым лавам и туфам и часто их перекрывающим молодым (четвертичным) базальтам, из которых состоят обширные лавовые потоки, покровы и вулканические конусы. Эруптивная деятельность достигала максимального развития в плейстоцене и затем прекратилась. Наиболее крупный четвертичный вулкан — Ферру (1050 м высоты), по своим размерам и форме напоминает Этну, но находится уже в стадии разрушения деятельностью размыва. Имеются и хорошо сохранившиеся молодые кратерные конусы, очевидно действовавшие в современную геологическую эпоху.
Чаще встречаются более древние трахитовые куполообразные массивы, выделенные эрозией дейки; в особенности распространены обширные лавовые и туфовые плато, в общем довольно пустынные и дикие. Часто они прорезаны узкими каньонами рек и расчленены на отдельные столовые высоты с крутыми краями. Вулканический ландшафт господствует в северо-западной Сардинии, разделяясь на два района обширной сбросовой котловиной (с городом Сассари), заполненной миоценовыми отложениями. Другая аллювиальная низина-грабен, между заливами Асинара и Альгеро, отделяет крайний, северо-западный полуостров Сардинии, с холмистой возвышенностью Нурра, сложенной осадочными породами. Продолжением полуострова далее к северу является гранитный остров Асинара, замыкающий с запада обширный одноименный залив северного побережья Сардинии.
Восточная половина Сардинии обладает более возвышенным и массивным характером рельефа, с преобладанием в его строении гранитов и кристаллических сланцев. Отдельные участки массива прикрыты юрскими и меловыми известняками, слагающими частью столовые высоты с обрывистыми краями, частью скалистые гребни, как Монте-Альбо. В южной половине района местами развиты палеозойские кварциты и известняки, в виде гребней и каменистых массивов, иногда с карстовыми формами. В основном же господствует гранитный массив со сглаженным рельефом — волнистые плоскогорья, над которыми возвышается округлёнными и покатыми склонами Дженардженту, наивысший участок острова (1832 м высоты). Этот центральный гранитовый район Сардинии имеет название Барбаджия. По недавним исследованиям здесь констатированы крупные меридиональные линии разломов, разбивающие массив на продольные глыбы, где поверхность третичного пенеплена приподнята на различную высоту, прослеживаясь на трёх главных ступенях — около 1000, 1400 и 1800 м абсолютной высоты.
Климат Сардинии типично средиземноморский со значительными контрастами в распределении атмосферных осадков по отдельным районам. Горные участки имеют довольно влажный климат, получая от 700 до 1000 мм и более годовых осадков (в среднем). Низины и котловины гораздо суше; район окрестностей города Кальяри — один из наиболее сухих в Италии (среднее годовое количество атмосферных осадков менее 500 мм).
Сардиния ранее славилась богатой растительностью — прекрасными вековыми лесами вечнозелёных дубов (пробкового и каменного), пышными зарослями высокого густого маквиса. Выше в горах — леса дубовые (из листопадных дубов) и ольховые (из Alnus suaveolens). Каштановые рощи сравнительно редки, а типичные для Сицилии и Корсики горные буковые и сосновые (из чёрной сосны) леса совершенно отсутствуют в Сардинии. В настоящее время Сардиния вместе с Сицилией принадлежат к наиболее бедным лесами районам Италии; леса занимают здесь около 5% всей площади.
Хищническое уничтожение лесов Сардинии произошло главным образом в течение XIX в., причём лес вырубался не столько как ценный строительный материал, сколько шёл на обжиг угля для местной металлургической промышленности и для вывоза в города Италии. Таким образом, был варварски истреблён один из ценнейших природных ресурсов острова, что вызвало усиление разрушительной деятельности эрозии и бурных разливов горных рек (во время дождей). Тем самым увеличились заносы галечниками прилегающих к горам низин, их заболоченность и малярийностъ. Высокие и густые заросли маквиса ещё сохранились в отдельных районах, в особенности по берегам моря, но и они подверглись деградации в результате вырубки, выжигания и пастьбы скота. Во многих местах на каменистых склонах преобладают рассеянные полукустарники фриганы.
Значительную роль в экономике Сардинии играет горное дело, сосредоточенное преимущественно в районе Иглезиас, с разработкой месторождений железа, свинцово-цинковых руд и каменного угля.