L’archipel se compose de deux îles principales habitées, Wallis d’une part et Futuna d’autre part. Wallis est entourée d’îlots dispersés à l’intérieur du lagon et Futuna, qui n’est pas proche du lagon, ne possède qu’un seul îlot qui est beaucoup plus grand que ceux de Wallis.
Contrairement à Wallis qui a un faible relief (point culminant 151 m), Futuna et Alofi sont des îles volcaniques élevées (point culminant 524 m).
Le climat des îles Wallis et Futuna est tropical, chaud et humide. Les températures minimales et maximales varient entre 22°C et 32°C et les températures moyennes sont toujours supérieures à 25,5°C. Le taux d’humidité est généralement supérieur à 82 % et les précipitations annuelles dépassent les 3 000 mm. Il y a une saison fraîche de mai à septembre, modérée par les alizés, et une saison chaude et pluvieuse de novembre à avril. La flore primaire de Wallis et Futuna comprend environ 370 plantes indigènes. Le taux d’endémisme est d’environ 2 %.