Pinta-alaltaan 180 560 neliömetriä. km, Missourin osavaltio sijaitsee Yhdysvaltojen keski- tai keskilännen alueella.
Johtuen sijainnistaan Pohjois-Amerikan Suurten tasankojen itäreunalla, suurin osa Missourista on jokien ja purojen halkomaa hedelmällistä preeria-aluetta. Missourijoen eteläpuolella Missourin läntisessä keskiosassa sijaitsee Osage Plains, joka ulottuu Missourin Kansasin, Iowan ja Nebraskan rajalle. Osage Plains on sekoittunutta korkeakasvuista preeriaa, ja se koostuu myös hajanaisista metsämaista.
Kuten kartalta näkyy, Ozarkin ylätasanko (joka kattaa myös osia Arkansasista, Illinoisista, Kansasista ja Oklahomasta) kattaa suuren osan Missourin eteläisten alueiden maisemasta. Plateau on kaunis alue, jossa on metsäisiä kukkuloita ja matalia vuoria sekä luolia, järviä ja jokia.
Missourin kaakkoisosassa kohoaa St. Francois Mountains, joka sisältää osavaltion korkeimman kohdan. Kartassa keltaisella pystykolmiolla osoitettu Taum Sauk -vuori kohoaa 1 772 jalan (540 m) korkeuteen. Missourin alin kohta, joka on merkitty karttaan käänteisellä keltaisella kolmiolla, sijaitsee St. Francis-joen varrella ”Boot Heel” -alueella 230 jalan korkeudessa; sen kaakkoisrajalla Arkansasin kanssa.
Missourin osavaltion halki virtaa kaksi Amerikan tärkeintä jokea – Mississippijoki, joka muodostaa koko osavaltion itärajan, ja Missourijoki, joka halkaisee osavaltion melkein kahtia. Monet muut joet (Mississippin ja Missourin sivujoet) valuttavat osavaltiota, ja lukemattomat purot rikastuttavat viljelysmaita.
Missourin suuria järviä (joista monet ovat syntyneet jokien patoamisen tuloksena) ovat muun muassa Ozarks-järvi, Table Rock-järvi, Stockton-järvi, Clearwater-järvi, Wappapello-järvi, Trumanin tekojärvi (Truman Reservoir) ja eteläisellä Arkansasin vastaisella rajalla sijaitseva Bull Shoals Lake.