La part sud-occidental és muntanyosa, constituïda per gresos i conglomerats, i s'estén sobre els Carpats. La part nord-oriental és formada per dipòsits al·luvials, i s'estén sobre la plana dels rius Prut i Siret. El clima és continental, amb hiverns molt freds (-4 °C de temperatura mitjana al mes de gener) i estius molt calorosos (25 °C de mitjana el mes de juliol) i una pluviositat escassa (uns 635 mm anuals, que cauen sobretot a l'estiu). És drenada per nombrosos rius (Moldova, Siret, Prut), i el Dnièster en constitueix el límit septentrional.
Economia
Els sòls són molt fèrtils, base d'una agricultura pròspera, i la vegetació natural és constituïda per bosc (60% del territori) de faigs a les àrees baixes i de coníferes a les més elevades. Els recursos principals són l'agricultura (sobretot de cereals) i l'explotació forestal, de la qual deriven les indústries de la fusta. Destaquen també la ramaderia i l'explotació de la sal i dels jaciments de petroli.
Població
Els nuclis urbans principals són Txernivtsí (Cernauţi, pronunciat Txernautsi), que en fou la capital i el principal centre cultural, situada en territori ucraïnès, i Suceava, Cîmpulung Moldovenesc i Siret, en territori romanès.
Integrada dins la província romana de Dàcia, la Bucovina formà part del principat de Moldàvia a partir del segle xiv, i juntament amb aquest caigué en poder de l'Imperi Otomà al començament del segle xvi.
Fou ocupada per Rússia (1769-74), més tard cedida per Turquia a Àustria el 1775, i a partir d'aleshores romangué en poder d'aquesta, fins al 1918, primerament (1787) com a districte de Galítsia i posteriorment (1849) com a país autònom de la corona (Kronland).
Sota la dominació austríaca es mantingué l'equilibri entre les diverses ètnies a la regió (dels 795.000 habitants que tenia el 1910, 305.000 eren ucraïnesos, 273.000 romanesos, 169.000 alemanys —entre els quals molts jueus de parla alemanya a les ciutats—, 36.000 hongaresos i 10.000 polonesos). Malgrat ésser annexada a Romania pel Tractat de Saint-Germain-en-Laye (1919), el 1940 el govern de Bucarest hagué de cedir la Bucovina del nord a l'URSS. El règim d'Adolf Hitler "repatrià" aleshores tots els alemanys de la regió (més de 93.000).
La Bucovina del nord fou ocupada temporalment (1941-1944) pels romanesos, com a aliats dels alemanys. Incorporada a l'URSS l'any 1947, restà restablerta la divisió actual, només alterada per la independència d'Ucraïna el 1991, que respon de manera aproximada a les zones de majoria ucraïnesa i romanesa.