Архипелаг Северная Земля находится всего в 56 км от побережья Таймыра на стыке двух морей: Карского и Лаптевых. Его общая площадь составляет 37 000 км². Состоит архипелаг из четырех больших островов: Большевик, Октябрьской Революции, Комсомолец и Пионер, а также еще из нескольких островков поменьше. Крайняя северная точка архипелага удалена от материка на 470 км. До Северного полюса отсюда 990,7 км.

47% территории местных островов занято ледниками. Спускаясь к побережью, они образуют айсберги. Поэтому в зависимости от сезона очертания островов постоянно меняются. Еще 10% площади архипелага покрыто тундровой растительностью: мхами, лишайниками, полевыми маками и другими полярными цветами и травами. В остальном же ландшафт островов представляет собой темные каменные россыпи.

Постоянного населения на Северной Земле нет, как нет поселений и во всей Русской Арктике. Кроме того, здесь никогда не было ни метеорологической, ни исследовательской станций. На архипелаге обитают преимущественно белые медведи, северные олени, песцы и волки. Здесь также находятся колонии полярной совы, белой чайки, поморника, глупыша и других северных морских птиц. Ежегодное число приплывающих сюда туристов не превышает 200 человек.

Что касается климата, то он в этих краях морской арктический. Летом температура воздуха поднимается до +6°C. Однако из-за сильных ветров кажется, что на архипелаге холоднее. Зимой воздух остывает до -47°C. В холодное время года туристические экспедиции на Северную Землю не ездят. Свободная навигация в этих краях открывается летом и длится всего 2-4 месяца в году. Далее передвигаться получится уже только на ледоколах или в их сопровождении.

Из-за особенностей климата Северная Земля долгое время оставалась неизученной частью России. Официально открыла архипелаг экспедиция под управлением гидрографа и полярника Бориса Вилькицкого в 1913 году. Годом позднее новый остров (именно так посчитала экспедиция) назвали в честь царствующего монарха — Землей императора Николая II. Затем в 1926 году архипелаг по вполне понятным причинам был переименован в Северную Землю.

Несмотря на официально задокументированное открытие, Вилькицкий и его команда были не первыми посетителями Северной Земли. Когда русские полярники высадились в южной части архипелага, то увидели вкопанный в землю старинный полутораметровый столб. Такими столбами пользовались поморы, чтобы вытаскивать груженую лодку на берег. Ученые считают, что до наступления Малого ледникового периода в XVII веке на местные острова часто приплывали жители севера России.

Также считается, что годом раньше Вилькицкого на Северную Землю высадилась пропавшая команда геолога и полярника Владимира Русанова. В 1912 году капитан Русанов отправился с экспедицией на Шпицберген, а после ее завершения взял курс на восток. Русанов хотел убедиться, что этим путем можно пройти вдоль побережья Сибири и выйти в Тихий океан. Однако его экспедиция бесследно исчезла. Ее поиски продолжались долгие годы и стали основой для знаменитого романа Каверина «Два капитана». Сам Русанов стал прообразом книжного капитана Татаринова.

Подробно исследовали Северную Землю лишь в середине 1930-х годов. Тогда экспедиция полярника Григория Ушакова прошла весь архипелаг и подготовила его первую карту. Тогда же на небольшом острове у побережья Таймыра нашли столб с вырезанной на ней надписью «Геркулес. 1913» — так назывался корабль Русанова. В 1947 году на острове Большевик были обнаружены следы команды Русанова, но самого полярника так и не нашли.

Климат островов морской, арктический. Средняя многолетняя температура −14 °C. Минимальная температура зимой достигает −47 °C, частый сильный штормовой ветер до 40 м/с. Летом наивысшая температура поднимается до +6,2 °C; средняя температура января от −28 до −30 °C, июля от 0 до +2 °C. За год выпадает от 200 до 500 мм осадков, преимущественно летом; максимум их достигает в августе, причём бо́льшая часть осадков выпадает на северо-западе Северной Земли. На глубине 15 см находится многолетняя мерзлота.

Во время длительной полярной ночи происходит большая потеря тепла через эффективное излучение. Поэтому температуры подстилающей поверхности в это время (с октября по март включительно) очень низкие; так, средняя температура поверхности в январе — марте от −31,2 °C до −31,8 °C. Процесс выхолаживания приземного арктического воздуха наиболее интенсивно происходит над островами.

Даже свободные ото льда участки островов архипелага небогаты растительностью. На острове Большевик территория, занятая арктической тундрой, не превышает 10 % от общей площади, и, чем дальше на север, тем меньше становится этот показатель; так, на острове Октябрьской Революции тундрой занято лишь 5 %, а на острове Комсомолец растительности нет вообще. Из растений в основном мхи и лишайники, из цветковых — лисохвост, мак полярный, камнеломка, крупка. Леса нет.

Более богат животный мир островов. Из птиц встречается полярная сова, кулики, пуночка, белая чайка, розовая чайка, поморник, глупыш, бургомистр, моевка, морянка и крачка, реже гага, гагара, белая куропатка, серебристая чайка и вилохвостая чайка. Из млекопитающих — белый медведь, заходящие с материка дикие северные олени, песцы, волки, лемминги и другие мелкие грызуны. В прибрежных водах обитают нерпы, гренландские тюлени, белуха, моржи (в том числе эндемик моря Лаптева — лаптевский морж и лахтак.
Северная Земля — единственный открытый в 20-м веке архипелаг, а также последний крупный участок суши, нанесённый на карту.