Per valstiją driekiasi Sera Žeralo kalnai, dalinantys teritoriją į siaurą pakrantės žemumą ir plokščiakalnį. Aukščiausia vieta – Boa Vištos kalnas (1827 m). Pakrantėje valstijai priklauso Santa Katarinos sala, kurioje įsikūręs Florianopolis.
Pakrantėje gausu paplūdimių, salų, lagūnų. Pakrantės kalnų šlaituose auga Atlanto drėgnieji miškai, toliau plynakštėje – araukarijų drėgnieji miškai, lapus metantys tropiniai miškai.