На протяжении многих миллионов лет на дне огромного океана Тетис происходили бурные геологические процессы. Земная кора сминалась в складки, разрывалась под действием вулканических извержений. Одновременно интенсивно накапливались на дне различные илы и пески. Рельеф будущего полуострова формировался, таким образом, под водой. Около 12 миллионов лет назад часть морского дна (на месте современного Крыма) поднялась на 1000 и более метров над морем. На протяжении следующих 11 миллионов лет рельеф Крымского полуострова принял современный вид.
Характерная особенность рельефа Главной гряды Крымских гор состоит в том, что гряда представляет собой цепь плоских, столообразных (а не островерхих) вершин, разделенных одна от другой глубокими перевалами. Плоские поверхности Крымских гор были прекрасными естественными пастбищами. Они находятся на высоте 1000—1100 м над уровнем и называются яйлами (тюркское слово, означающее «летнее пастбище»).

Наиболее высокие яйлы Крыма — Ай-Петринская (до 1300 м), Ялтинская (1406 м), Никитская (1470 м), Гурзуфская (1540 м), Бабуган-яйла. Высшая точка Бабугана — гора Роман Кош высотой 1545 м — является высшей точкой Главной горной гряды.
Яйлы, как правило, безлесны. Для них характерна луговая растительность. В общей сложности здесь обитает около 930 видов растений.
Этот процесс называется карстообразованием. Географическое понятие «карст» произошло от названия нагорья Крас (в немецком произношении «Карст») на территории современной Югославии. Понятие это обозначает явления, возникающие в растворимых водой горных породах и связанные с химическим процессом их растворения.
Дождевые и талые воды, содержащие углекислый газ, поначалу как бы разъедают известняковую поверхность горных массивов. В них появляются ячейки, воронки, котловины, трещины. Постепенно расширяясь, они превращаются в своего рода каналы — так называемые поноры, по которым вода устремляется в недра известняковой горы. Растворение породы продолжается затем и на глубине.
Следствием этого процесса является, с одной стороны, прорастание столбикообразных форм известняка на поверхности массива (голый карст), с другой — появление на разной глубине пещер, шахт и карстовых колодцев.
Наиболее протяженная пещера Крыма — Кизил-Коба, памятник природы республиканского значения. Она расположена на западном склоне Долгоруковской яйлы в 3,5 км к востоку от села Перевального Симферопольского района. Общая протяженность ее ходов — 13 км 100 м. Кизил-Коба — это шестиэтажный пещерный комплекс со множеством горизонтальных галерей и вертикальных колодцев. Здесь несколько подземных озер, площадью до 500 кв. м и глубиной более 3 м. Один из наиболее впечатляющих залов — Академический, с высотой свода около 8 м. Площадь его — более 200 кв. м.
Самая глубокая карстовая шахта в Крыму и на Украине и одна из самых глубоких в нашей стране — Солдатская. Она названа в память безымянных воинов, павших в годы послед, ней войны. Глубина шахты — 508 м. Общая протяженность исследованных ходов—1800 м. Она находится в восточной части Караби-яйлы в районе села Красноселовка Белогорского района. Шахта открыта в 1968 г.
В Крыму свыше 40 пещер-ледников. Самая известная из них, открытая и описанная К. И. Таблицей в конце XVIII в., — ледниковая пещера Бузлук-Коба на Караби-яйле, снег и лед здесь не исчезают круглый год.
Возраст горных пород — конгломератов, которыми сложена гора Демерджи, составляет около 160 миллионов лет (среднеюрская геологическая эпоха). В результате многовекового выветривания на юго-западном склоне горы появились каменные столбы высотой 10—25 м и диаметром до 5 м, причудливые скальные выступы, башни, пирамиды. Это — знаменитая Долина Привидений.
Водопад Джур-Джур — один из наиболее мощных и неповторимо живописных. Его образует река Восточный Улу−Узень, которая начинается у южного подножия массива Тыркеп впадает в Черное море близ села Солнечногорского, расположенного у шоссе Алушта—Судак. В сумрачном ущелье река сбегает по трехкаскадному порогу, падая с высоты 90—100 м, Высота собственно водопада—12 м. Грандиозность и суровость окружающих гор, шум падающей воды, изредка расцвечиваемой лучом солнца, завораживают. Водопад Джур-Джур не иссякает даже в самые засушливые годы.
Популярностью у гостей Крыма пользуется водопад Учан-Су, образуемый одноименной рекой, которая берет начало под кромкой Ай-Петринской яйлы (высота падения воды — 96 м), и водопад Головкинского на реке Узен-Баш, стекающей с Бабу-ган-яйлы. Первый расположен в нескольких километрах от Ялты у горной дороги Аи-Петри — Бахчисарай, второй — на территории Крымского государственного заповедно-охотничьего хозяйства
Форма горы Аю-Даг характерна для всех лакколитов — состоявшихся вулканов». Куполообразная вершина образовалась в результате остывания магмы в толще земной коры, у вулкана как бы не хватило энергии для выброса расплавленных веществ из недр земли, и, обессилев, он застыл на поверхности каменным грибом.
Аю-Даг сложен магматической породой диабазом, в то время как Демерджи, к примеру, — конгломератами, а Чатыр-Даг — известняками. Высота Медведь-горы невелика —565 м над уровнем моря, однако площадь ее внушительна—5,4 кв. км. Вершина густо заросла лесом из широколиственных пород — ясень, граб, клен, пушистый дуб, рябина, терпентинное, или кевовое дерево.
В процессе горообразования Главной гряды под воздействием землетрясений и оползней часть вершин, сложенных осадочными породами (известняками), сдвинулась по глинисто-сланцевому слою подстилающих (коренных) пород в сторону моря, отделившись от гряды. Такие горные вершины в Крыму называют «отторженцами». Наиболее крупные из них — Парагильмен над селом Малый Маяк Алуштинского горсовета, Могаби над Ялтой, Крестовая в Нижней Ореанде, Кошка над Симеизом, Красный Камень выше Гурзуфа.
Характерная особенность рельефа Внешней и Внутренней гряд Крымских гор в том, что это типичные куэсты, т.е. косогоры. Склоны предгорья, пологие на севере, круто обрываются вниз с южной стороны. Идя по куэсте, не замечаешь, как участок равнины перешел в плоскогорье. Лишь дойдя до его южной оконечности, убеждаешься, что ты стоишь на горной вершине. Высота Внешней гряды достигает 350 м, Внутренней —700 м над уровнем моря.
Большой каньон —это и колоссальный овраг, промытый в северном склоне Главной гряды рекой Аузун-Узеиь, и самый значительный в Крыму тектонический разлом, происшедший в период активных горообразовательных процессов в третичное время (несколько миллионов лет назад). Поднимитесь от села Соколиного 4,5 км по шоссе Бахчисарай — Ялта, войдите в ущелье. По дну каньона весело бежит горный поток, который с помощью отдельных валунов высверлил в своем русле несколько котлов глубиной до 5 м. Вода в них чиста и холодна, поэтому их называют «ваннами молодости». Наибольшее сужение каньона у его дна доходит до 2—3 м, а ширина между стенами в верхней части не превышает 150—200 м. Высота склонов около 350 м, длина ущелья— 3 км.
К восточному подножию Кара-Дага примыкает Коктебельская бухта, на побережье которой раскинулся поселок городского типа Планерское (он же Коктебель).
Имя поселка городского типа Судак носит сосна судакская, или Станкевича, реликтовый вид, т. е. несвойственный современной флоре, «пережиточный». Второе ее название, сосна Станкевича,— по имени первооткрывателя этого вида, известного лесовода В. И. Станкевича. Высота дерева 8−10 м при диаметре до полуметра. У него широкая крона, темно-зеленая хвоя и крупные, вертикально сидящие шишки.
Островов, далеко удаленных от берегов, в Черном море очень мало. Наиболее крупный из них, площадью до полутора квадратных километров,— остров Змеиный в 37 км к востоку от устья Дуная. В 13 км к западу от города Очакова расположен остров Березань, а в 1 км от мыса Босфор находится остров Кефкен.
Вдоль Южного берега Крыма разбросано несколько островов-скал: Дива, Верблюд, Парус, Крыло лебедя у Симеиза, Ада-лары и скала Шаляпина у Гурзуфа, Золотые Ворота, Иван-разбойник, Лев близ Кара-Дага.
Азовское же море невелико по площади, мелководно (максимальная глубина 14,5 м, средняя 8,4 м), имеет низкий процент солености воды (11%е). Поэтому зимой оно часто покрыто льдом, а летом лучше прогревается. Вот почему на мысе Казантип, расположенном на Азовском море, температура воздуха летом выше, а зимой — ниже, чем на мысе Чауда, расположенном на Черноморском побережье Керченского полуострова. Черное море, таким образом, служит своего рода «гидрообогревателем» крымских берегов в зимнее время.