Se distinguen dos regiones bien diferenciadas. Al Oeste se encuentran la Cordillera de Los Andes, y al Este la Patagonia. La Cordillera de Los Andes constituye una región de grandes lagos como Buenos Aires, Pueyrredón, San Martín, Viedma, Argentino, y glaciares de casquete (compartidos con Chile), de los que se desprenden glaciares de valle, que desembocan en los lagos.
Los picos culminantes son el cerro San Lorenzo (3.700 m) y el Fitz Roy (3.375 m).
En esta provincia, la Patagonia es un extenso macizo cristalino con pampas elevadas que disminuyen en altura hacia el este. y cuencas hundidas; está constituida por granitos y dioritas, y por rocas volcánicas modernas en la parte más oriental. En ella se encuentran los valles fluviales de los ríos Deseado, Chico, Santa Cruz, Coyle y Gallegos, que desembocan en estuarios.