Kalymnos er hovedsakelig et fjellrikt landområde med en komplisert topografi. Det er tre hovedkjeder som går fra vest-nordvest til øst-sørøst, og en fjerde som innerverer halvøya. Kystlinjen er meget ujevn med mange skjermete bukter og viker. Det er en del vannkilder på øya, en av dem er termisk (varmekilde). Jorden er hovedsakelig preget av kalkstein, men det er daler som er en kompakt voll av vulkansk tuffstein, levningene av forgangen vulkan, lokalisert i nærheten av landsbyen Kantouni. Øya er hovedsakelig gold, med unntak av to fruktbare daler ved Vathi og Pothia hvor det dyrkes oliven, appelsiner og vindruer.