El relieve presenta cuatro grandes unidades regionales: al Norte, un sector continental dominado por los Alpes; a sus pies, la llanura del Po; al Sur un sector peninsular articulado por los Apeninos; y finalmente las tierras insulares.
El sistema alpino extiende por territorio italiano la casi totalidad de su vertiente meridional. En este gran conjunto montañoso destacan las formaciones calcáreas de los Dolomitas (Marmolada, 3.342 m de alt.) y en el sector cristalino, de formas más agrestes, algunas de las principales cumbres de todo el sistema alpino: Monte Rosa (4.634 m), Cervino (4.478 m). Algunos pasos de montaña (Mont Cenis, Simplon, Brennero) facilitan la comunicación con las regiones vecinas. La región prealpina presenta largos y profundos valles, con numerosos lagos: Garda (370 km²), Mayor, Como, Iseo. Al Sur de los Alpes, entre éstos y los Apeninos, se extiende la llanura del Po (el río más largo del país, con 652 km de longitud), fosa tectónica rellenada por los depósitos sedimentarios aportados por los ríos que descienden de los Apeninos y, especialmente, de los Alpes (Adigio, 410 km; Piave), y que avenan la llanura que se abre al mar Adriático por el litoral NE de Italia.
El resto de llanuras italianas, aunque numerosas, son de escasa extensión, y se localizan preferentemente en el litoral tirrénico, formadas por importantes ríos (Arno, Tíber) o por llanuras costeras (Maremma, Agro Pontino). La cadena de los Apeninos constituye la espina dorsal de la península italiana, y en ella se distinguen tres sectores: los Apeninos septentrionales, los de menor altura y de formas más suaves (monte Cimone, 2.163 m); los Apeninos centrales, también denominados Abruzos, que constituyen el techo de la cadena (Gran Sasso, 2.914 m), y presentan modelados de tipo cárstico; por último, los Apeninos meridionales, que tienen su punto culminante en el monte Pollino (2.271 m). A ambas vertientes de la cadena se extienden formaciones de colinas, denominadas Subapeninos o Antiapeninos, destacando las del reborde O, donde se elevan algunos volcanes (Vesubio, monte Amiata, Campos Flégreos).
En el extremo S de la península Itálica, la isla de Sicilia es considerada una prolongación de los Apeninos (montes Nebrodi, Peloritani, Madonia), destacando el monte Etna, que con sus 3.345 m de alt. es el volcán activo más alto de Europa. La isla de Cerdeña es asimismo montañosa (montes de Gennargentu), aunque cabe destacar la fosa tectónica de Campidano, entre Oristano y Cagliari.
La climatología italiana, si bien tiene carácter mediterráneo, presenta notables variaciones regionales. En primer lugar, por efecto de su considerable extensión en latitud: medias anuales en Milán de 23 °C en julio y 1,5 °C en enero, mientras que en Palermo, dichas medias son de 26,2 y 11 °C. Por otro lado, debido a las condiciones orográficas: los Alpes, que actúan de barrera ante los vientos del Norte, registran las mayores precipitaciones (de 3.000 a 3.800 mm anuales); los Apeninos, por su parte, establecen una clara distinción entre sus dos vertientes: la tirrénica, que queda expuesta a las corrientes húmedas del Oeste, y la vertiente adriática, a sotavento de dichas influencias (menos de 500 mm anuales en Apulia).