Kocaeli il topraklarının % 74’ü platolardan, % 19’u dağlardan ve % 7’ye yakını ovalardan ibarettir. Dağlar umumiyetle ormanlarla kaplıdır.

Kocaeli toprakları jeolojik olarak üç bölüme ayrılır. Kuzeydeki Kocaeli Yaylası, Karadeniz’e inen derelerle yarılır. Kocaeli Yaylasının güneyinde, çöküntü alanlar ve bu çöküntü alanın güneyinde uzanan Saman Dağları yer alır.

Dağları: Kocaeli ilinin başlıca dağları Samanlı Dağlar olup 130 km uzunluğunda ve 30 km genişliğindedir. İlin en yüksek noktası bu dağlar üzerinde Keltepe (Kartepe) (1606 m)dir.

Diğer dağlar Dikmendağı (1387 m), Naldöken Dağı (1125 m), Noydağı (917 m), Karatepe (530 m) ve Çene Dağı (646 m)dır. Derelerin açtığı vâdilerle meydana gelen platolar bazı yerlerde yarılı bazı yerde dalgalı bir yayla görünümünde olup il arazisinin % 74’ünü kaplar.

Ovaları: Kocaeli’nde ovalar azdır. Bunlar akarsuların taşıdığı alüvyonlarla meydana gelmiş düzlüklerdir.

İzmit Ovası: İzmit Körfezi ile Sapanca bölgesi arasında yer alır.

Altınova (Hersak Deltası) üzerinde 15-29 m yükseklikte üç tepe vardır.

Akarsuları: Kocaeli il sınırları içindeki akarsuların uzunluğu 50 km’den azdır.

Çayırova Deresi: İzmit Körfezine dökülür. Uzunluğu 8 km’dir.

Dilova Deresi: İzmit Körfezine dökülür. Uzunluğu 12 kilometredir.

Değirmendere Suyu: İzmit Körfezine dökülür.

Taşköprü Deresi: Karadeniz’e dökülür. Uzunluğu 35 kilometredir.

Kocadere: Karadeniz’e dökülür. Uzunluğu 50 kilometredir.

Ağva Deresi: Karadeniz’e dökülür. Uzunluğu 45 kilometredir.

Yulaflı Dere: Karadeniz’e dökülür.

Ayrıca Asardere, Beyoğlu (Kavaklı) Deresi, Karınca Dere, Örcün Deresi, Halideresi ve Uşaklı Deresi diğer dereleridir.

Göller: Sapanca Gölü: Kocaeli Sakarya arasında sınır teşkil eder. 42 km2lik gölün 7 km2lik kısmı Kocaeli sınırları içindedir. Gölün suyu tatlı ve berraktır. Sazan, turna, yayın ve karagöz balıkları vardır. Göl kenarının manzarası çok güzeldir.

Hersek Gölü: Karamürsel ilçesindedir. Yüzölçümü 1,5 km2dir. Kıyıları bataklıktır.