Камчатка входит в состав тихоокеанского «огненного пояса» вулканических хребтов. Здесь интенсивно протекают горообразовательные и другие геологические процессы, вызывающие извержения вулканов и землетрясения. Поверхность полуострова представляет собой чередующиеся параллельные полосы низменностей, горных и вулканических хребтов.

Вдоль всего побережья Охотского моря протянулась Западно-Камчатская низменность с болотами и кочковатыми тундрами и поросшими лесом увалами.
Восточнее протянулся Срединный хребет — самая крупная горная система полуострова, расчленённая речными долинами и горными ущельями, состоящая из отдельных хребтов, вершин и вулканических плато.
В северной части хребта сохранились следы проявления активнейшего вулканизма, происходившие здесь в недалёком прошлом. Наивысшая точка Срединного хребта — единственный в его пределах действующий вулкан — Ичинская Сопка высотой 3621 м, укрытый под мощной шапкой ледников.

За Срединным хребтом лежит глубокая обширная впадина, протянувшаяся на 500 км с юго-запада на северо-восток, от побережья Охотского моря до Тихого океана — долина крупнейших рек полуострова: река Камчатка, несущая свои воды в Тихий океан и Быстрая (Большая), впадающая в Охотское море.
Ещё восточнее на 600 км протянулся хребет Восточный, состоящий из отдельных хребтов: Ганальского, с высокими остроконечными вершинами и зубчатыми гребнями; Валагинского, с действующим вулканом Кизимен (2485 м) и далее к северу, примыкающими к нему хребтами Тумрок и Кумроч.

К Восточному хребту тесно примыкает Восточная вулканическая область, которая начинается от мыса Лопатки на юге полуострова и заканчивается на севере действующим вулканом Шивелуч.
Это наиболее посещаемая туристами территория, где сосредоточены 27 (из 28) действующих вулканов Камчатки, основные природные достопримечательности, связанные с современной вулканической деятельностью и наибольшая часть термальных и холодных минеральных источников.

Для Камчатки характерна густая гидрографическая сеть. На её территории протекает более 6 тысяч больших и малых рек, но лишь немногие из них имеют длину более 200 км и только 7 - свыше 300 км. Самая крупная река полуострова — Камчатка, протяжённостью более 750 км.
Многие реки на всём своём протяжении имеют бурный характер с порогами и водопадами. Наиболее крупные из них: Камчатка и Большая - судоходны только в нижней приустьевой части, где отгороженные от океана песчаными косами образуют лиманы.
Для вулканических районов характерны «сухие» речки, в которых вода появляется только на короткое время в период снеготаяния.

Многие реки уже давно облюбовали любителей водных путешествий. Наиболее популярны непродолжительные сплавы на плотах с рыбалкой по рекам: Камчатка, Жупанова, Быстрая (Малкинская), Коль, Карымчина, Левая Авача, Опала, Пымта, Еловка, Тигиль...
Другие реки: Правая и Левая Авача, Быстрая (Эссовская), Левая Щапина, Налычева представляют спортивный интерес для опытных туристов.

Озёра полуострова многочисленны и разнообразны по своему происхождению. На низменностях и в приустьевых поймах некоторых рек разбросаны небольшие болотистые, часто зарастающие озера. Одно из них — озеро Налычево.
Выше, распространены озёра, лежащие во впадинах холмистого рельефа, образованного конечными моренами в период оледенения Камчатки. Самые большие из них — озеро Начикинское и Двухюрточное.

Образование многих озёр связано с вулканической деятельностью. Одни из них расположены во впадинах при опускании отдельных участков земной поверхности над опустошенными магматическими очагами или на дне взрывных воронок такие, как озера Курильское и Карымское; озёра в кратерах вулканов: Ксудач, Хангар, Узон; глубоких тектонических впадинах, такие, как озеро Ажабачье.
Cамое крупное озёро Камчатки - Кроноцкое образовалось в долине реки, перегороженной мощными лавовыми потоками вулкана Крашенинникова.