Harjun maakunnassa laskee mereen 34 jokea ja puroa. Pisimpiä ja suurimman valuma-alueen omaavia jokia ovat Jägala-, Keila-, Pirita- ja Valgejoki. Harjumaan sadan järven joukossa ovat suurimpia Ülemiste-, Kahala- ja Harkujärvi. Tallinnan vedenottamojärjestelmään kuuluu kaksi tekoallasta: Paunkülan ja Soodlan tekoallas. Maakunnan korkein kohta sijaitse sen itäosassa, Tapa-Pikksaaren harjulla. Sen korkeus on 112,6 metriä merenpinnasta.

Monipuolisten kasvupaikkojen ansiosta myös Harjumaan kasvisto on monipuolinen. Harvinaisten kasvilajien joukossa ovat tärkeimpiä idänkeulankärki, valkoyökönlehti, mustetähtiö ja monet kämmekkäkasvit. On huomionarvoista, että maakunnan luodeosassa kasvaa runsaasti keltapensashanhikkia.