És un antic massís cristal·lí peneplanitzat, compost per roques metamòrfiques del Precambrià i intrusions granítiques, recobert durant el Secundari per sediments i que més tard, afectat pels moviments tectònics i l’erosió, s’ha rejovenit i ha aflorat el sòcol en molts indrets. Això dona lloc a un relleu tabular molt característic (tepuyes). Cap a la perifèria del massís són els relleus en cuesta els que predominen, fins a arribar a les planes costaneres formades per dipòsits al·luvials on és més favorable l’agricultura i on es concentra la població.
La xarxa hidrogràfica és formada per l’Orinoco i els seus afluents per la dreta, i pel Branco de la conca de l’Amazones. Uns altres rius importants són el Maroní i l’Essequibo, que desguassen a l’Atlàntic. Marcats desnivells en aquests rius són causa de grans cascades, les quals són aprofitades per a la producció d’energia hidroelèctrica.
El clima és equatorial amb estacions seca i plujosa, més marcades al litoral que a l’interior. La vegetació va des de la selva equatorial fins a la sabana arbrada i sabana herbàcia. A l’interior hi ha jaciments de ferro, or i diamants.
Habitada per tribus caribs, arawaks i tupís, les costes de la Guaiana foren descobertes per Vicente Yáñez Pinzón vers el 1500, però la llegenda d’Eldorado motivà nombroses expedicions d’exploradors hispànics terres endins i així mateix atragué els anglesos com sir Walter Raleigh, que ocuparen la part central, i des del segle XVII els francesos, que colonitzaren la part oriental, i els holandesos, que se situaren a la regió occidental, on establiren la Companyia Holandesa de les Índies Occidentals. L’expansió holandesa per l’Amazones fou aturada pels portuguesos, mentre que la colonització hispànica es limità a la Guaiana veneçolana, i el 1669 els anglesos cediren llur zona d’influència als holandesos, període que correspongué a la màxima expansió de la Guaiana holandesa. La part francesa fou escassament colonitzada, i durant les guerres napoleòniques (1808-17) fou assetjada per portuguesos i anglesos i annexada al Brasil, que hi introduí nombrosos esclaus negres, però el 1817 fou tornada a França, que l’emprà com a lloc de confinament de delinqüents. Els anglesos ocuparen les regions d’Essequibo, Demerara i Berbice, que el 1831 constituïren la Guyana. L’esclavitud fou abolida, successivament, a la zona britànica (1834), a la francesa (1848) i a l’holandesa (1865), però foren admesos immigrants hindús. A mitjan segle XIX la descoberta de l’or provocà l’annexió d’una part de la Guayana per Veneçuela, mentre que el Brasil ocupà la regió inexplorada d’Amapá.
La zona de la Guaiana que limita amb Veneçuela fou terra de missió, confiada a caputxins dels Països Catalans des del principi del segle XVIII i explorada pels frares Tomàs de Mataró i Benet de la Garriga vers el 1725. La missió catalana comprenia la zona entre el Caroní i l’Orinoco, i esdevingué aviat un model d’activitat, no sols evangelitzadora, sinó de conreu i de proveïment de queviures, especialment carn, a la zona situada al S de Caracas. El 1804 hi havia, segons A. Humboldt, 60.000 caps de bestiar i tenien una població de 17.000 indígenes. En produir-se les lluites de la independència de Veneçuela, els insurgents —que cobejaven els recursos humans i econòmics de les missions— ordenaren la incorporació dels indígenes a l’exèrcit. Els caputxins s’hi oposaren i afavoriren la fugida dels indis, fet que provocà el saqueig de les missions i l’execució d’una part dels religiosos (juliol del 1817). Aquesta àrea fou novament visitada per catalans al segle XX: Joan M. Mundó i Fèlix Cardona l’exploraren i descobriren el Salto Angel, cascada formada per un tributari del riu Churun, afluent del Caroní (1926). Cardona realitzà el croquis cartogràfic d’aquella regió, per encàrrec de la Geographical Society of New York.