岛群岛是一组复式火山的峰顶，为太平洋板块沉入到鄂霍次克板块之下的直接结果，这一结果也造就了距离群岛以东200公里的千岛海沟。这一岛链上有大约100座火山，其中40座是活火山，还有许多温泉和火山喷气孔。此地地震频繁，包括1963年的；以及2006年的里氏8.3级地震，曾引起美国加利福尼亚州海岸1.5公尺的海啸。近年在2007年、2009年、2013年都发生过地震。千岛群岛的气候一般很恶劣，有漫长、寒冷而多风暴的冬季，以及短暂、恶劣多雾的夏季。年平均降雨量为760-1020毫米，大多数是以降雪的方式产生。由于