Das Oberrheinische Tiefland ist ein etwa 300 km langes und bis zu 40 km breites Tiefland am oberen Mittellauf des Rheins zwischen Basel und Frankfurt am Main. Die Ebene entstand durch einen tief in die Erdkruste reichenden und mit Sedimenten verfüllten Grabenbruch (Oberrheingraben).

Alle größeren Flüsse im Oberrheinischen Tiefland besitzen ihre Quellen in den umgebenden oder in weiter entfernten Mittelgebirgsregionen und münden sämtlich in den Rhein. Die größten Nebenflüsse sind rechtsrheinisch Necker und Main sowie linksrheinisch Ill und Nahe.

Das Oberrheinische Tiefland hat durch häufige Südwest-Wetterlagen mit Luftmassen aus dem westlichen Mittelmeerraum die mildesten Winter und die wärmsten Sommer in Deutschland bei geringen bis mäßigen Niederschlägen. Zusätzlich können Föhn-Effekte durch absinkende Luft an der westlichen Grabenbruchkante Temperaturerhöhungen bewirken.

Der Oberrheingraben ist eines der zentralen Teile einer Grabenbruchzone, die sich von der Nordsee bis in das westliche Mittelmeer erstreckt. Ursache für die Entstehung der Grabenzone waren Spannungen in  Erdkruste und Erdmantel, die vor 50 – 20 Mio. Jahren zu einer Dehnung der Erdkruste und somit zu ihrer Ausdünnung führte. Dadurch senkte sich die Erdoberfläche in der Grabenzone ab. Gleichzeitig wurden die Gebiete westlich und östlich emporgehoben und ein Teil des abgesunkenen Grabens durch Sedimentation und Erosion der gehobenen Gebirge gefüllt.

Der Oberrheingraben ist ein Gebiet erhöhter Seismizität. Die Erdbeben sind aber im Allgemeinen von geringer Stärke und Intensität.

Die fruchtbaren Böden im Oberrheinischen Tiefland haben seit früher Zeit Ackerbau möglich gemacht und bis heute die Hälfte seiner Fläche landwirtschaftlich genutzt. Der Oberrheingraben verfügt aufgrund des gemäßigten Klimas mit einer hohen Sonnenscheindauer und des reichlich vorhandenen Grundwassers über sehr gute Voraussetzungen für den Wein-, Spargel- und Streuobstanbau. Mit Rheinhessen, der Pfalz und Baden liegen hier die drei größten deutschen Weinbaugebiete.