俄亥俄河和伊利诺伊河。其中密西西比河是该州西部州界，伊利诺伊州隔该河与爱奥瓦州和密苏里州相邻。俄亥俄河是伊利诺伊州东南部州界，隔河与肯塔基相望。两条河流交汇于该州最南端的开罗，该地同时也是伊利诺伊州最低点，海拔大约100米左右。伊利诺伊河是密西西比河的一级支流，由东北至西南贯穿该州，是州内主要水道，流经芝加哥、秘鲁、皮奥里亚等城市，在圣路易斯以北的奥尔顿注入密西西比河。伊利诺伊州内地势北高南低，中部和北部地区平坦，南部地区分布有低矮丘陵。全州地形大部分为冰碛地形，形成于约一万年前的冰川纪。由于地形平坦，