Die Niederlausitz ist ein großes und abwechslungsreiches Altmoränengebiet, das im Wesentlichen durch die Saalevereisung gebildet und geformt wurde. Es grenzt im Norden mit einer deutlichen Stufe an den Spreewald und das Baruther Urstromtal, im Osten an das Tal der Neiße, im Süden an die Niederung der Elster und Muskauer Heide und im Westen an den Fläming. Der südost-nordwest-verlaufende Lausitzer Grenzwall teilt das Gebiet in der Mitte. Der Untergrund der Niederlausitz wird durch Stauchendmoränen und altdiluviale Platten gebildet und ist durchsetzt von Braunkohleflözen, die dort, wo sie oberflächennah anstehen, im Tagebau abgebaut werden. Durch den Tagebau wurde der Grundwasserstand künstlich abgesenkt, wodurch dem ohnehin trockenen und an Oberflächenwasser armen Gebiet zusätzlich Wasser entzogen wird. Die Landschaft lässt sich in weitere Einheiten unterteilen. Im Westen liegen die Niederlausitzer Randhügel, ein stark durch Niederungen gegliederter Höhenzug aus Grund- und Endmoränenhügeln, der Höhen zwischen 90 und 167 m ü. NN aufweist. Die trockenen Sandböden tragen überwiegend Kiefernforste und Mischwälder, sowie einige große Heidegebiete. Der Hauptfluss südlich des Grenzwalls ist die Kleine Elster, die südlich Doberlug-Kirchhain den Höhenzug durchbricht und zur Schwarzen Elster entwässert. Zwischen den Randhügeln und dem Lausitzer Grenzwall liegt eingesenkt das Kirchhain-Finsterwalder Becken bei etwa 100 m ü. NN. Es ist ein flachwelliges Sand-Lehm-Gelände mit großen ebenen Becken und moorigen Niederungen. Im nördlichen Teil wird es durch den Sander gebildet, der vom Grenzwall ausgeschüttet wurde und nach Süden hin abflacht. Auf den Sandflächen dominiert Kiefernwald, die Ebenen tragen großflächig Acker und in grundwassernahen Bereichen Dauergrünland. Nördlich des Grenzwalles liegt das Luckau-Calauer Becken, eine relativ ebene Grundmoränenplatte mit Höhen um die 80 m. Zwei große, flache Becken bei Luckau und bei Calau sind in die Platte eingesenkt, die mit Beckentonen gefüllt sind und grundwassernahe anmoorige Böden aufweisen. Dieser Landschaftsteil hat gute Böden und wird landwirtschaftlich stark genutzt. Südöstlich schließt sich die Cottbuser Sandplatte an, ebenfalls eine Grundmoränenplatte, doch stärker reliefiert und von sandigerer Ausprägung. Von Süden mäandriert die Spree in Richtung Cottbus, bei Spremberg zur Talsperre aufgestaut, und östlich der Spree liegen viele Muldentäler in der Platte. In Folge der armen Sandböden stehen weitläufig Kiefernwälder auf der Cottbuser Platte. Im Norden geht die Sandplatte in einen Schwemmsandfächer über, den die Spree im Periglazial ins Baruther Urstromtal geschüttet hat. Der Fächer senkt sich von 68 m Höhe bei Cottbus auf etwa 55 m am Baruther Tal ab. Er ist von feuchten Talungen alter Spreeläufe zerschnitten und mit Dünen besetzt. Auf den Dünen stehen Kiefernforste, ansonsten dominiert die Landwirtschaft.
Im ganzen Gebiet der Niederlausitz sind Ackerbau und Forstwirtschaft gleichermaßen vertreten, wobei je nach Bodengüte in den Einheiten unterschiedliche Verteilungen auftreten. In den feuchten Niederungen findet sich Dauergrünland.
Die größten Schutzgebiete in der Landschaft sind Teile der EU-Vogelschutzgebiete "Luckauer Becken" und "Niederlausitzer Heide". Weiterhin gibt es einige größere Naturschutzgebiete, deren Gesamtanteil an der Landschaftsfläche jedoch unterdurchschnittlich ist. Im Bereich der Niederlausitzer Randhügel liegt das NSG "Forsthaus Prösa", ein großes zusammenhängendes Waldgebiet mit naturnahem Wald-Heidekomplex, wo noch Auer- und Birkhuhn leben. Östlich davon liegt das NSG "Der Loben", ein Flachmoor- und Feuchtwiesengebiet um den Floßgraben, mit Tieflandfichtenvorkommen und seltenen Pflanzengesellschaften der offenen Moorflächen. Weitere kleine Moorwälder genießen ebenfalls NSG-Status, die Kleine Elster mit Niederungsbereichen ist als FFH-Lebensraum geschützt. Im Bereich des Luckau-Calauer Beckens sind der Kossener Busch als historisch parkartige Teichlandschaft und das Quellgebiet der Schuge und Mühlenfließ geschützt, sowie das NSG "Calauer Schweiz", das naturnahe Quell- und Moorgebiete unter Waldstandorten aufweist. In der Cottbuser Sandplatte und Schwemmfächer ist besonders der Biotopverbund Spreeaue und Talsperre Spremberg hervorzuheben, sowie das Koselmühlenfließ, das als ökologisch bedeutsamstes Fließgewässer der Region gilt. Das NSG "Peitzer Teiche und Wiesenlandschaft" ist ein Feuchtgebiet von internationaler Bedeutung, besonders für die Wasservögel. Teile der Landschaft gehören zum