Obszar regionu, bardzo urozmaicony pod względem ukształtowania terenu, obejmuje części trzech wielkich jednostek fizjograficznych: Wyżyny Małopolskiej, Kotlin Podkarpackich i Karpat.
W skład Wyżyny Małopolskiej wchodzi Wyżyna (Jura) Krakowsko — Częstochowska, zbudowana ze skał wapiennych, której połowa obszaru znajduje się w północnej części regionu.
Środkowy pas stanowią Kotliny Podkarpackie, leżące w potężnym zapadlisku tektonicznym, obejmujące na terenie regionu Kotlinę Oświęcimską i zachodnią część Kotliny Sandomierskiej.
Największa, południowa część regionu leży w Karpatach, w skład których wchodzą następujące jednostki geograficzne: Pogórze Karpackie, Beskidy Zachodnie, Podhale i Tatry.
W obrębie Pogórza Karpackiego, pasa wzgórz o wysokości 300 — 400 m, leżą: wschodnia część Pogórza Śląskiego, Pogórze Wielickie i zachodnia część Pogórza Ciążkowickiego.
Beskidy Zachodnie dzielą się na Beskid Średni obejmujący Beskid Mały i Beskid Makowski oraz Beskid Wysoki. (Beskid Niski — leży już poza obszarem Ziemi Krakowskiej). Najwyższe pasmo polskich Beskidów — Beskid Wysoki — obejmuje: Beskid Żywiecki (najwyższy szczyt Babia Góra — 1725 m), Beskid Wyspowy (Mogielnica-1170 m), Gorce (Turbacz — 1310 m), Beskid Sądecki (Radziejowa – 1262 m).
Podhale jest kotliną, której wschodnią część stanowią Pieniny — pas skałek wapiennych (Trzy Korony — 982 m) z malowniczym przełomem Dunajca, a południową — Pogórze Gubałowskie (Gubałówka—1123 m), oddzielone od Tatr Rowem Zakopiańskim.
Obszar Tatr stanowi Tatrzański Park Narodowy. Bogata roślinność ma wyraźny układ piętrowy: do 1500 m występują lasy (regle), do 1800 m — kosodrzewina, do 2300 m — łąki górskie (hale), powyżej — turnie. Do unikalnych roślin należą: szarotka, limba, krokusy (kwitnące wiosną). W Tatrach spotkać można rzadkie gatunki zwierząt i ptaków — świstaki, kozice, niedźwiedzie, orły.
Oś wodną stanowi Wisła, której prawymi dopływami są takie rzeki górskie, jak Dunajec (największa po Wiśle rzeka regionu), Raba, Skawa, Soła, lewymi zaś — małe rzeczki m.in. Szreniawa, Prądnik, Rudawa, Przemsza. Rzeki górskie powodują liczne powodzie; zapobiegają im zbiorniki wodne.
Do największych należy Rożnowskie Jezioro zaporowe oraz duża zapora w Czchowie (na Dunajcu). Małe jeziora występują jedynie w Tatrach.
Największe obszary leśne występują w górach oraz na wschód od Krakowa (Puszcza Niepołomicka).
Bogactwa naturalne stanowią: węgiel kamienny, rudy cynku, ołowiu oraz bogate złoża soli kamiennej. W okolicach Bochni i Wieliczki znajdują się kopalnie soli.