Земля Франца-Иосифа, лежащая за 80° с. ш., представляет собой архипелаг многочисленных (191) островов, из которых многие приподняты выше 500-600 м (высшая точка - 620 м - на о. Винер-Нойштадт, о. Земля Вильчека - до 606 м) и могут быть отнесены к низкогорьям.
Архипелаг - участок раздробленной разломами древней платформы с выходами на поверхность осадочных (песчаники, алевролиты, известняки), в том числе угленосных, и вулканогенных пород мезозойского возраста, габбродолеритовых интрузий (преимущественно в северо-восточной половине архипелага). Характерны базальтовые плато с плоскими или волнистыми поверхностями и крутыми уступами высотой от нескольких десятков до 500 м.
Тектонические разломы, ледниковая обработка и морская абразия придали берегам островов фьордовый характер (разделяющие острова проливы также представляют собой выпаханные ледником широкие троги). Многие острова, особенно высоко приподнятые, имеют ледниковые покровы, состоящие из куполов и выводных ледников, от фронтальных обрывов которых отрываются айсберги.
Свободны ото льда нунатаки, небольшие «оазисы», мысы, располагающиеся на некоторых островах вне горных поднятий холмистые пространства с денудационно-эрозионной поверхностью и грядами даек. В формировании рельефа приледниковой зоны большая роль принадлежит солифлюкции. На уступах базальтовых плато и отпрепарированных даек развиваются гравитационные процессы - камнепады, осыпи, сходят лавины.
Климат архипелага суровый, арктический. Средняя температура июля от —1,2 до +1,6°, февраля - марта до —25° (минимальная температура до —52°). Циклоны арктического фронта приносят от 200 до 550 мм (в зоне аккумуляции ледниковых куполов) осадков в год, причем на юге архипелага больше, чем на севере. Для внеледниковых участков типичны ландшафты арктических пустынь. Скудная растительность состоит главным образом из мхов и лишайников.
На островах, в том числе гористых, имеются залежи бурого угля. Функционируют полярные станции и геофизическая обсерватория им. Э. Т. Кренкеля (на о. Хейса).
