Die Gemeinde besteht aus zehn Ortsteilen. Diese sind Backemoor (plattdeutsch: Baakmoor), Holte (plattdeutsch: Holte), Burlage (plattdeutsch: Burlaag), Collinghorst (plattdeutsch: Cöllenhöst), Klostermoor (plattdeutsch: Kloostermoor), Rhaude (plattdeutsch: Rhaud), Rhaudermoor (plattdeutsch: Rhaudermoor), Schatteburg (plattdeutsch: Schattbörg), Westrhauderfehn (plattdeutsch: Westerfehn) und Langholt (plattdeutsch: Langholt). Letztgenannter Ortsteil hat die Besonderheit, dass sich nur ein Teil des Ortes in der Gemeinde Rhauderfehn befindet. Das Dorf wurde bei der niedersächsischen Kommunalreform 1973 auf die Gemeinden Rhauderfehn und Ostrhauderfehn aufgeteilt. Dem Gefühl der Zusammengehörigkeit hat dies jedoch keinen Abbruch getan. So werden beispielsweise die kirchlich gebundenen Rhauderfehntjer Langholter vom Pastor im Ostrhauderfehntjer Ortsteil mit betreut. Neben den zehn offiziellen Ortsteilen gibt es noch weitere benannte Wohnplätze. Zum Hauptort Westrhauderfehn gehört die Ortschaft Rajen. Zu Collinghorst gehörig sind die Ortschaften Glansdorf und Neu-Glansdorf. Sie sind nach dem Stickhauser Amtmann Rudolf von Glan benannt, einem der fünf Gründer der Rhauderfehn-Compagnie, die die Fehnkolonisierung einleitete. Der Siedlungsschwerpunkt befindet sich im Osten des Gemeindegebietes mit dem Hauptort Westrhauderfehn (7160 Einwohner) und Rhaudermoor (2940 Einwohner). Beide Orte sind mittlerweile ohne größere Baulücken zusammengewachsen und beherbergen etwa 10.000 der gut 17.000 Einwohner der Gemeinde. Zudem befinden sich dort die zentrale Infrastruktur und der wirtschaftliche Schwerpunkt mit zwei Gewerbegebieten, Einkaufsmöglichkeiten etc. Mit 170 Einwohnern je km² ist die Gemeinde im innerostfriesischen Vergleich (148 Ew/km²) dichter besiedelt und liegt recht genau im niedersächsischen Durchschnitt (168 Ew/km²). Im Vergleich zum bundesrepublikanischen Durchschnitt (230 Ew/km²) ist die Gemeinde jedoch dünner besiedelt.
Die Gemeinde ist 102,92 km² oder 10.292 Hektar groß. Fast 80 Prozent des Gemeindegebiets werden landwirtschaftlich genutzt. Neben Wasserflächen spielen im Süden des Gemeindegebietes auch Waldflächen eine Rolle, der Norden der Gemeinde hingegen ist sehr waldarm.
Die Gemeinde liegt in der gemäßigten Klimazone, im Einfluss der Nordsee. Im Sommer sind die Tagestemperaturen tiefer, im Winter häufig höher als im weiteren Inland. Das Klima ist von der mitteleuropäischen Westwindzone geprägt. Nach der Klimaklassifikation von Köppen befindet sich die Gemeinde in der Einteilung Cfb. (Klimazone C: warm-gemäßigtes Klima, Klimatyp f: feucht-gemäßigtes Klima, Untertyp b: warme Sommer). Innerhalb der gemäßigten Zone wird es dem Klimabezirk Niedersächsisches Flachland Nordsee-Küste zugeordnet, der maritim geprägt ist und sich durch relativ kühle und regenreiche Sommer, verhältnismäßig milde, schneearme Winter, vorherrschende West- und Südwestwinde sowie hohe Jahresniederschläge auszeichnet. Wetterdaten werden für das benachbarte Leer erhoben, das ähnliche klimatische Bedingungen aufweist: Die Temperaturen liegen dort derzeit im Jahresmittel bei 9 °C mit Höchstwerten in den Monaten Juli und August um die 20 °C und mittleren Niedrigstwerten um −2 °C im Dezember und im Januar. Die meisten Regentage gibt es mit jeweils 14 im November und Dezember, die wenigsten im März und Mai, wo an neun Tagen Niederschlag fällt. Die Zahl der durchschnittlichen Sonnenstunden pro Tag schwankt zwischen einer (Dezember/Januar) und sechs Stunden (Mai/Juni). Die mittlere frostfreie Zeit wird mit 170 bis 187 Tagen angegeben. Die mittlere Niederschlagsmenge liegt bei 738 mm/Jahr, die mittlere jährliche Sonnenscheindauer bei 1550 bis 1600 Stunden. Mikroklimatisch zu berücksichtigen sind die ausgedehnten Hochmoorkomplexe im Gemeindegebiet, die einen Einfluss auf das Wettergeschehen haben. Wegen der Untergrundverhältnisse in einem Regenmoor sind die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht extrem. Im Sommer kann es tagsüber zu sehr hohen Temperaturen am Boden kommen, so dass durch Selbstentzündung Moorbrände entstehen können. Zudem sind Moorgegenden sehr viel nebelintensiver als die Umgebung. Durch den jahrhundertelangen Torfabbau und die damit verbundene Entwässerung ist dieser Effekt allerdings nicht mehr so stark ausgeprägt wie in der ursprünglichen Naturlandschaft. Die Anzahl der Frosttage ist allerdings im Hochmoorgebiet deutlich höher als in der Umgebung, es kommt häufiger zu Früh- und Spätfrösten.
Ein „Jammertal“ genanntes Hochmoorgebiet südöstlich von Burlage ist Teil eines großen Naturschutzgebietes mit dem Namen Esterweger Dose, das sich größtenteils jedoch auf dem Boden der Gemeinden Ostrhauderfehn, Saterland und Samtgemeinde Nordhümmling befindet. Insgesamt hat das seit 2005 bestehende Naturschutzgebiet eine Fläche von 4729 ha oder 47,29 km². Es ist Teil eines rund 11.000 Hektar großen Gebietes, das einst das größte zusammenhängende Hochmoorgebiet in Mitteleuropa war. Als Landschaftsschutzgebiet ist seit 2009 das Gebiet Langholter Meer und Rhauder Meer ausgewiesen. Es umfasst 206 ha Quadratmeter und liegt auf dem Boden von Rhauderfehn und Ostrhauderfehn. Drei Eichen nahe Backemoor sind seit 2005 als Naturdenkmal mit weniger als einem Hektar Größe ausgewiesen, ebenfalls zwei Linden im Hauptort Westrhauderfehn.
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