El relieve de esta provincia se divide en dos áreas bien diferencias: una al oeste, la zona cordillerana, constituida por los Andes Patagónicos; y otro hacia el centro y este, donde comienza el área de mesetas que terminan en las costas del Mar Argentino, constituyendo un relieve en forma escalonada que continúa más allá de la costa, en la plataforma continental.
Los Andes Patagónicos Fueguinos fueron originados durante el Cenozoico y los últimos ascensos se produjeron en el cuaternario. Tienen dirección Noreste - Suroeste. Presentan valles transversales que cortan la cordillera, profundas y extensas cuencas Lacustres y campos de hielo continental. Sometidos a la acción de los vientos húmedos del Pacífico, constituyen una de las regiones con mayores precipitaciones del territorio argentino, favoreciendo el desarrollo de abundante vegetación de coníferas y hayas. Lo escarpado del terreno, los ríos, arroyos, cascadas, lagos, bosques y nieve confieren al lugar una belleza sin igual. Las cadenas orográficas Nirihuau, de las Bayas, Nevado e Ipela, albergan los cerros y volcanes Tronador, Catedral y Ventisquero.
La meseta o pampa patagónica están constituidas por rocas cristalinas precámbricas cubiertas de rodados patagónicos y mantos basálticos. Se inician sobre el Océano Atlántico a una altura de 70 metros, alcanzando en el interior los 1000 metros. En esta región se encuentra un grupo de sierras muy antiguo denominado Patagónides, que tienen su origen en el Mesozoico -Cretáceo. Estas sierras, que se extienden también por las Provincias de Neuquén y Chubut, tienen la particularidad de adoptar la forma de arcos con concavidades orientadas hacia el este, muy erosionadas, de escasa altura, presenta cumbres redondeadas.
Las costas de la región patagónica difieren fundamentalmente de las costas de la región pampeana, esto se hace evidente a partir de la desembocadura del río Negro, donde el litoral de llanuras y playas amplias deja lugar a profundas entrantes, golfos y bahías, como salientes pronunciadas y penínsulas. Desde las proximidades del río Negro, una cadena de colinas de 60 metros de altura acompaña la costa, constituyendo acantilados.
Se diferencian en la provincia dos cursos principales, con una red de drenaje bien definida y numerosos cursos pequeños. Además cuenta con un sistema lacustre del oeste de la provincia. La hidrología rionegrina comprende dos vertientes, del Océano Atlántico y del Océano Pacífico y Lagos. Los principales ríos de la vertiente del Atlántico son:
Los lagos de Río Negro se ubican en el sector cordillerano, originados por la acción de los glaciares, son profundos, alargados, son alimentados por el deshielo y las abundantes precipitaciones. El lago Nahuel Huapi, compartido por las provincias de Neuquen y Río Negro, se caracteriza por su profundidad y ramificaciones o brazos. Tiene una superficie de 500 Kilómetros cuadrados y posee islas y aguas azules transparentes y muy frías. Otros lagos importantes son Gutiérrez, Mascardi, Marín y Steffen.
Lago Nahuel Huapi
El lago Nahuel Huapi es un lago de origen glaciar que es compartido por las provincias argentinas del Neuquén (80 %) y de Río Negro (20 %), y rodeado mayormente por el parque nacional homónimo.
El lago posee una superficie de 557 km² y se sitúa a una altitud de unos 700 msnm y se destaca por su profundidad (464 m de profundidad máxima) y sus ocho ramificaciones o brazos: Campanario, de la Tristeza, Blest, Machete, del Rincón, Última Esperanza, Angostura y Huemul. Se relaciona con otros lagos menos extensos, como el Gutiérrez (16,4 km²), el Moreno (16,4 km²), el Espejo y el Correntoso (27 km²). Se alimenta de los deshielos y constituye la naciente del río Limay. Posee varias islas, siendo la más grande e importante por su actividad turística la isla Victoria, de 31 km².
Con su intenso color azul, sus islas, y el paisaje que lo rodea, lo convierten en uno de los lugares más atractivos del sur argentino y un imán para el turismo nacional e internacional, cimentando así un fuerte crecimiento poblacional de sus ciudades ribereñas, lo que ha creado algunos problemas de contaminación de sus aguas.
Lago Gutiérrez
El lago Gutiérrez es un lago de origen glaciario ubicado en el Departamento Bariloche el nivel de las aguas del lago ha sido artificialmente aumentado y controlado a mediados del siglo XX, por una esclusa, la cual regulaba el agua a dos usinas, ubicada aguas abajo del arroyo Gutiérrez. Actualmente queda una, que abastece energía a las instalaciones del Ejército argentino. La otra, anteriormente también energizaba al Cerro Catedral, hasta que se le colocó una central térmica, y luego San Carlos de Bariloche quedó conectado en el sistema eléctrico interconectado nacional, con lo cual paso a ser parte de una reserva fría. Por esto, y debido al aumento de su cota, el lago se ha visto modificado, sobre todo en sus playas. Las cuales no solo se han visto muy disminuidas, sino que muchos árboles y arbustos han sufrido la erosión por acción del oleaje.
Lago Mascardi
El lago Mascardi es un lago patagónico que se encuentra dentro del parque nacional Nahuel Huapi, próximo a la ciudad de San Carlos de Bariloche, Patagonia, Argentina. Posee un largo máximo de 23 km; un ancho máximo de 4 km, y una profundidad máxima de 218 m. El lago tiene forma de L o de V, uno de cuyos brazos está alineado en dirección Norte-Sur (Brazo Catedral), mientras que el otro está orientado en dirección Este-Oeste (Brazo Tronador). Su nombre recuerda al misionero jesuita Nicolás Mascardi, que en la segunda mitad del siglo XVII estableciera una misión en las orillas del lago Nahuel Huapi.
Sobre su orilla Este se encuentra la localidad de Villa Mascardi, próxima al lago Guillelmo, punto desde el cual parte un camino de ripio consolidado que conduce hacia el Oeste a lo largo de uno de los brazos del lago y permite acceder a Pampa Linda y al cerro Tronador.
El lago es navegable y se practica la pesca deportiva en sus aguas. Posee numerosas bahías protegidas con juncales que proveen alimento y refugio a una población de salmónidos destacable. En el lago hay dos islas: la "Isla Corazón", emplazada al sur en el brazo Tronador, la cual posee forma de corazón según el punto costero o altura desde la que se la contemple, y un pequeño islote cercano a la costa Oeste. Entre la fauna lacustre que lo habita, se encuentran las especies Fontinalis, arco iris y marrón con un promedio de 1 a 1,5 kg, aunque existen ejemplares de marrones de más de 3 kg.
Cerro Tronador
El cerro Tronador es un volcán geológicamente inactivo de 3554 msnm de altura sus últimas erupciones datan de cerca de 1 millón de años. Se encuentra en la zona sur de la Cordillera de los Andes, en la frontera entre Argentina y Chile cerca de la ciudad de Bariloche, Argentina. El desgaste de la montaña por los glaciares Ventisquero Negro y el Monson ha escarpado y reducido sus laderas hasta casi inapreciar la forma de un volcán típico ya que la meteorización y la erosión tienen un alto nivel de desgaste para el cerro. El Tronador separa dos parques nacionales: el Vicente Pérez Rosales en la provincia de Llanquihue, Chile, y el Nahuel Huapi, en Río Negro y Neuquén, Argentina.
El nombre del cerro se debe al ruido similar al de truenos producido por los frecuentes desprendimientos y caídas de seracs en los glaciares del mismo. Su nombre en idioma Mapudungun es Anon.
El cerro Tronador se destaca entre los macizos montañosos del parque nacional Nahuel Huapi. El Tronador posee un total de siete glaciares los cuales se encuentran actualmente en remisión a causa de fenómenos de calentamiento.
Cerro Catedral
El Cerro Catedral es una montaña ubicada en San Carlos de Bariloche, a 19 kilómetros del centro de la ciudad y a una hora del Aeropuerto Internacional de la ciudad. Esta montaña se encuentra dentro del Parque Nacional Nahuel Huapi, en Argentina. Es el centro de esquí más desarrollado de Sudamérica. El Cerro Catedral es un centro de actividades de montaña que funciona durante las cuatro estaciones del año y busca potenciar sus atractivos por fuera de la estacionalidad. La principal actividad se desarrolla durante la temporada de invierno, con una amplia variedad de servicios y diferentes propuestas para la práctica de los deportes de nieve o el disfrute de la montaña.
Lago Gutiérrez
El lago Gutiérrez es un lago de origen glaciario ubicado en la Provincia de Río Negro tiene una superficie aproximada de 1640 ha, y ocupa un valle rodeado por los cerros Otto, Catedral y de la Ventana. El valle está abierto hacia el norte por la pampa llamada «Nahuel Malal», ocupada por la Villa Los Coihues, hacia el este por las planicies semiesteparias que limitan por el sur el Cerro Otto y la ciudad de San Carlos de Bariloche (zona conocida como «Pampa de Huenuleo»), y por el sudoeste por una planicie pantanosa, conocida en la zona como «Divisoria de Aguas Atlántico-Pacífico», ya que el vecino lago Mascardi pertenece a la cuenca del río Manso, que desemboca en el océano Pacífico.Sus aguas son relativamente templadas, ya que su aporte principal no es el deshielo de nieves invernales, sino de lluvias invierno-primaverales. Por esa razón, este lago es, junto con el lago Moreno, un destino preferido para realizar deportes acuáticos y natación. Tiene varias zonas de playas, muchas de ellas accesibles por caminos pavimentados.
Lago Mascardi
Es un lago ideal para pescar y navegar que se encuentra dentro del parque nacional Nahuel Huapi y tiene numerosos lugares para acampar y hacer pícnic. Uno de sus brazos está alineado en dirección norte-sur (el brazo Catedral), mientras que el otro está orientado en dirección este-oeste (el brazo Tronador). Próximo al vértice de los dos brazos se ubica la isla Corazón.