Самарская Лука — самая большая, значительно выраженная и известная излучина реки Волги в нижнем её течении между селом Усолье и городом Сызранью. Омывается водами Куйбышевского и Саратовского водохранилищ. Огибает Жигулёвскую возвышенность (Жигулёвские горы).
Самарская Лука — один из уникальных уголков России. Топоним «Самарская Лука» включает в себя несколько понятий: излучина Волги у Жигулёвских гор; восточный участок Приволжской возвышенности; полуостровная территория, окружённая одноимённой излучиной Волги и Усинским заливом Куйбышевского водохранилища.
Границы Самарской Луки — 53°08’ с. ш. на юге, 53°26’ с. ш. на севере, 48°32’ в. д. на западе и 50°91’ в. д. на востоке. Протяжённость Большой Самарской Луки с запада на восток около 60 км, с севера на юг — до 33 км. Общая площадь её территории — 155 тыс. га.
В районе села Переволо́ки находится узкий перешеек шириной 2 км между Усинским заливом и Саратовским водохранилищем, который делит полуостров на две части: хорошо отграниченную восточную (Большую Самарскую Луку) и меньшую западную (Малую), выделяемую с достаточной условностью по геологическим границам и переходящую в Предволжье. На отдельных участках (Усольско-Берёзовская гряда, Губинские высоты) эти границы выражены в рельефе.
Малая Самарская Лука разделена долиной реки Усы, превращённой в залив Куйбышевского водохранилища.
Длина береговой линии всей Самарской Луки примерно оценивается по расстоянию между Усольем и Сызранью по фарватеру Волги и составляет 230 км, из которых 20 км находится в пределах Куйбышевского водохранилища.
Максимальные высоты приурочены к Жигулёвским горам: 381,2 м в восточной части, 232 м на Усольско-Берёзовской гряде (к западу от устья р. Усы). В юго-западной части они достигают 193 м. К югу высоты снижаются до 80—100 м.
Происхождение Жигулёвских гор связано с тектоническим поднятием (Жигулёвской дислокацией), активизировавшимся в среднем девоне и продолжившимся в карбоне. Максимально поднятия проявлялись в конце палеогена, начале неогена и в среднем плиоцене, тогда высота Жигулёвских гор достигала 900 м.
В последующих геологических периодах территория подвергалась интенсивным эрозионным процессам, в результате воздействия которых была уничтожена значительная часть мезозойских пород. В итоге на значительных площадях обнажились карбонатные отложения каменноугольной и пермской систем. Поверхность существенно понизилась и оказалась сильно расчленённой сетью узких каньонообразных долин. А усилившиеся карстовые процессы способствовали уменьшению поверхностного размыва.
В результате сформировалась Самарская Лука — уникальное для Русской равнины место. Нигде на равнине больше не наблюдается таких молодых и интенсивных поднятий, как в пределах данной тектонической аномалии. Окружающие территории сплошь сложены из пород мезозойского и кайнозойского возраста. Самарская Лука сложена в основном палеозойскими породами.
Самарская Лука не захватывалась четвертичными оледенениями, и территория сохранила первозданный горный облик, поэтому, несмотря на небольшую высоту, даже в специальной литературе Жигули именуются горами. Горы находятся в северной части Самарской Луки, полого спускаясь в югу и юго-востоку.
Северная часть Самарской Луки — собственно Жигулёвские горы — обладает характерным горным рельефом: значительные абсолютные высоты (максимальная высота — гора Наблюдатель — составляет 381,2 м), скалистые, почти вертикальные обрывы, горная расчленённость склонов. Однако большая часть Самарской Луки занята волнообразной платообразной равниной с общим уклоном к югу.
Территория Самарской Луки обеднена водоёмами и водотоками из-за почти полного отсутствия водоупорных горизонтов в палеозойских толщах при распространённости карстовых явлений. Большинство озёр сосредоточено в районе Рождественской (Шелехметской) и Мордовинской пойм. По данным «Голубой книги Самарской области» (2007), в центральной части насчитывается более 60 разнотипных водоёмов, из которых 35 — пруды и 22 — карстовые озёра. На Самарской Луке расположены две «малые реки», согласно определению местного населения, — это Морквашка (ручей, огибающий гору Могутовую, г. Жигулёвск) и Брусянка (Брусянский овраг). Большая часть ручьёв Самарской Луки образуются за счёт талых снеговых вод и являются временными водотоками, свойственными днищам крупных оврагов (Брусянскому, Аскульскому, Винновскому и некоторым другим). Но есть и некоторое количество постоянных родников, образующих ручьи, которые упоминаются в книгах «Зелёная книга Поволжья» (1995) и «Жемчужина России — Самарская Лука»: Ширяевские родники/ручьи (в верховье Ширяевского оврага), Яблоневые родники (верховье Яблоневого оврага), Александровские родники (верховье Александровского оврага), Анурьевский родник (близ с. Анурьевка), Аскульские родники (верховье Аскульского оврага), Вислокаменные родники (близ горы Вислый камень) и некоторые другие (Чистова, Саксонов, 2004; Фадеева, 2007).
По Самарской Луке проходит южная граница лесостепи.
В 1890 году академик С. И. Коржинский обратил внимание на Самарскую Луку как наиболее интересное место в средней России по богатству и разнообразию степной и лесной растительности, геологии и своеобразию биоценозов, не уступающих Крыму и Кавказу.
В 1913 году В. Н. Сукачёвым была предложена идея об охране природы в районе Жигулёвских гор, он также указал на необходимость описания выделенных заповедных участков во всех отношениях, особенно почвенном, ботаническом и зоологическом.
В 1927 году был создан Жигулёвский заповедник, а в 1984 году — национальный парк «Самарская Лука»
Среди растений и животных, встречающихся здесь, многие виды очень редки или вообще эндемичны.
В феврале 2015 г. Министерство природных ресурсов и экологии РФ своим приказом № 69 утвердило новое положение о национальном парке «Самарская Лука», сократив площади заповедной и особо охраняемой зон национального парка почти на 7 тысяч гектаров. Граждане России организовали общественную кампанию в защиту национального парка.