uzanır. İlin en yüksek dorukları Keremali Dağı (1543 m) ve Karadağ'dır(1467 m).

"Keremali Dağı": 1543 m ile ilin en yüksek dağıdır. Hendek ile Akyazı arasında bulunur. Zirvesinde yaylalar ve Keremali türbesi bulunur.

"Çam Dağı": Düzce ovasında kesintiye uğrayan Akçakoca ve Bolu Dağlarının il topraklarındaki uzantısıdır. Hendek, Karasu, Kocaali ilçeleri arasında yer alır. Ortalama 880 m olan yüksekliği Fındıklıtepe'de 900m'yi bulur.

İlde başka dağlık alan yoktur. Kocaeli platosu üzerindeki tepelikler en fazla 250 metreye kadar çıkarlar.

"Yaylalar": İldeki Samanlı dağları, Karadağ, Oflak Dağı ve Keremali dağı üzerinde yer alan yaylalar şunlardır: Dikmen Yaylası (Hendek), Çiğdem Yaylası (Hendek), Turnalık Yaylası (Hendek), Keremali Yaylası (Akyazı), Sultanpınar Yaylası (Akyazı), Karagöl Yaylası (Taraklı), Soğucak Yaylası (Sapanca).

"Adapazarı Ovası", Akova da denilen alan Sakarya nehrinin biriktirdiği verimli alüvyonlarla kaplıdır. 620 km² büyüklüğüyle Marmara'nın büyük ovalarındandır. Ova, Sakarya ekonomisine önemli katkı sağlar. Yaklaşık 30 m yüksekliğe sahiptir ve merkezi kısmına Sakarya şehri kurulmuştur. Mısır, şeker pancarı, buğday, kabak, patates ekimi yapılır.

"Pamukova", Sakarya nehrinin Adapazarı ovasından önce, Geyve boğazının güneyinde oluşturduğu, 170 km² büyüklüğündeki ovadır. Akdeniz iklimi etkisi altındaki ovada çoğunlukla meyvecilik ve sebzecilik yapılır. Sakarya'nın içinden aktığı ovada sulanan tarlalarda; buğday, şeker pancarı, soğan, salçalık biber, domates, bağ, ayva ,şeftali, çilek, armut yetiştirilir.

"Söğütlü Ovası", 30 km uzunluk 20 km genişliğindeki ova ilin en çukur kısmıdır. Sakarya sık taşkın yapar, yeraltı suyu seviyesi de yüksektir. Ova dranaj kanalları açıldıktan sonra tamamen kullanılmaya başlanmıştır.

Sakarya Nehri: Kaynağını Eskişehir topraklarından alan nehrin uzunluğu 824 km'dir. İl sınırlarında 159 km'lik kısmı yer alır. Sakarya merkezin 4 km doğusundan geçen nehir önce Mudurnu Çayını, Seyifler Kalesi yanında Çark suyunu alır, Karasu Yenimahalle'den Karadeniz'e dökülür.

"Çark Suyu": Sapanca Gölünün fazla sularını taşıyan Çark 45 km uzunluğundadır. Sapanca gölünden doğar, Ferizli-Seyifler köyünde Sakarya Nehri ile birleşir. Son yıllarda Sapanca Gölünün suları insan faaliyetleri amacıyla yoğun kullanıldığı için fazla bir akışı yoktur. Belediyenin akışı sağlamak amacıyla Sakarya Nehrinden su taşıma projesi gerçekleşmiş, Kent içindeki Çark deresi çorak görünümden kurtulmuştur.

"Dinsiz Çayı": Mudurnu çayının koludur, uzunluğu 34 km'dir. Hendek sınırlarından doğar, Fabrika dere, Balıklı dere, Bıçkıdere ve Gürcüdere'yi alarak Mudurnu Çayıyla birleşir.
"Mudurnu Çayı": Ardıç dağının güney yamaçlarından doğar, Bolatça Çayı ve Dinsiz çayını alarak Hendek'te Sakarya Nehri ile birleşir.
"Darıçayırı Deresi": Hendek'in Kocadöngel Mahalleninden bu isimle doğar, Darıçayırı (Karasu) beldesinden geçtikten sonra Tuzla Mahallesinde Sakarya ile birleşir.

"Maden Deresi": Çamdağının Hendek kısmından doğar, Kuzeye doğru akışa geçer. Uzunluğu 30 km olan Maden Deresinin aşağı kısmında oluşan kanyon vadi özellikle yazın turist çeker.

"Melen Çayı": Yığılca'dan Küçük Melen olarak doğar, Efteni Gölüne döküldükten sonra diğer kollarını alarak gölden Büyük Melen adıyla çıkar. Efteni Gölüne kadar 61 km, gölden sonra 63 km uzunluğundadır. 30 km'si Düzce-Sakarya sınırını oluşturan çay, Melenağzı köyünde Karadeniz'e ulaşır. Cumayeri Dokuzdeğirmen köyü ile Kocaali Beyler Köyü arasında 12 km'lik kısmında rafting yapılmaktadır. Üzerinde Melen Barajı yapılmakta olan çaydan Büyük Melen Projesi ile İstanbul'a içme suyu gönderilmektedir.

Sapanca Gölü: Sakarya ile Kocaeli illeri arasında uzanan tektonik oluşumlu tatlı su gölüdür. Kuzey Anadolu Fay Hattı etkisiyle oluşan göl,16 km uzunluk, 5 km genişliğe sahiptir. Denizden yüksekliği 33 m olan gölün en derin yeri 53 m, ortalama derinliği 36 m'dir. Göl suları Kocaeli'de sanayide, Sakarya'da içme suyu olarak kullanılmaktadır.

Acarlar Longozu: Karasu ve Kaynarca ilçeleri sınırlarında yer alan kıyı set gölüdür. Uzunluğu 7,5 km, genişliği 0,9 km olan göl, 1976'da Yaban hayatı Koruma sahası, 2004 yılında Yaban Hayatı Geliştirme Sahası ilan edilmiştir. Doğası, bitki ve kuş türleriyle ziyaretçi çekmektedir.

Taşkısığı Gölü, (Çaltıcak Gölü), Sakarya ili, Adapazarı ilçesi sınırlarında yer alır. Yüzölçümü 90 hektar olan gölün suları tatlıdır. Göl yakınlarına doğalgaz çevrim santrali yer alır.

Poyrazlar Gölü: Sakarya kent merkezinde 7–8 km uzaklıkta, Karasu yolu üzerindedir. Sakarya nehrinin biriktirdiği alüvyonlar sebebiyle oluşmuş alüvyal set gölüdür. Doğal sit alanı olan göl çevresi mesire yeri olarak kullanılmaktadır.

Akgöl: Karasu ve Ferizli ilçeleri arasında kalan alüvyal set gölüdür. Balık açısından zengin olan gölün kıyılarından torf çıkarılır. Fazla sularını Sakarya nehrine boşaltır.

"Küçük Akgöl": Sakarya merkezin 12 km kadar uzakta eski Karasu yolu üzerindedir. Doğal ormanlarla çevrilidir.

Küçükboğaz gölü: Karasu-Kocaali yolu üzerinde oluşmuş kıyı set gölüdür. Çevresi mesire yeri olarak değerlendirilir.

Gökçeören Gölü: 25 ha alana sahip olan göl, merkezin 7–8 km KB yönünde yer almaktaydı. Fazla derin olmayan ve kışın genişleyip yazın çekilen göl 1967 yılında kurutularak tarım arazisine çevrilmiştir.

Sakarya ilinin Karadeniz kıyılarında Türkiye'de Karadeniz iklimi , güney kısmında Marmara tipi Akdeniz iklimi etkilidir. Kuzeyde Fındık yetiştirilirken, güney ilçelerinde bir kısmı zeytin bahçesi olan meyve bahçeleri yaygın olması bunun göstergesidir. İl merkezinin güneyinde yer alan Samanlı dağları ve Keremali dağları Karadeniz iklim etkisinin güneye ulaşmasına engel olur. İlin güney bölümüne İznik Gölü yönünden Akdeniz hava kütleleri ulaşır. Yağış Kuzeyden güneye doğru azalır: Karasu'da 1000 mm, Merkezde 840 mm, Geyve'de 600 mm'ye düşer. Hakim rüzgar yönü KKB'dır. Bağıl nem ortalaması %72'dir . Yıllık sıcaklık ortalaması 14,2 °C'dir. Ocak ayının fazla soğuk olmaması (5.9 °C), Temmuz sıcaklıklarının yüksek olamaması (23.3 °C), yıllık sıcaklık farkının düşük olması (17.4 °C), Karadeniz iklimi etkisindendir. Yağışın mevsimlere dağılışı: %31 kışın, %26 sonbahar, %22 ilkbahar, %21 yaz. Bu dağılım Karadeniz yağış rejiminin özeliklerini yansıtır. Yağışın %95,9'u normal, %3,7'si sağanak şeklindedir. Yıllın 133 günü yağışlıdır.

Sakarya'da iklimin etkisiyle nemcil Karadeniz Ormanları hakimdir. İl topraklarının %37'si (179.516,5 ha) korunmuş, %5'i (23.191,5 ha) bozulmuş olmak üzere %42'si (202.708,0 ha) orman alanıdır. Ağaç türlerinden; kayın, gürgen, meşe, dişbudak, kestane, ıhlamur, kavak, kızılağaç, bulunur. Ağaççık ve çalı türlerinden; taflan, defne, üvez, kızılcık, ormangülü, şimşir, yabani fındık, mürver, kocayemiş bulunur. Orman alanının dışında az da olsa makiler bulunur. Maki türlerinden; kocayemiş, şimşir, akdiken, ardıç, çobanpüskülü, kermez meşesi, böğürtlen, dikenli mersin, ayı üzümü ve ormangülü yetişir.

Sakarya ormanlarında yaban hayvanlarından; geyik, karaca, ayı, kurt, domuz, tilki, çakal, sansar, porsuk, tavşan, sülün, keklik, bıldırcın, üveyik, güvercin, sığırcık, kirpi, saksağan, şahin, doğan, baykuş, yaban kazı, ördek yaşar.

Sakarya'da kuzey-güney doğrultuda; Batı Pontid, Armutlu-Almacık-Arkotdağ ile Sakarya zonu birimleri bulunur. Batı Pontid zonunda; Paleozoyik, Permo-Triyas, Genç Kampaniyen-Orta Eosen yaşlı kırıntılar, karbonatlar, volkanitler bulunur. Bu zamanlarda oluşan kaya gurupları açısal uyumsuzlukla sıralanırlar. Gurupların temeli Ordovisyen zamanlı sığ deniz, delta çökelleri (Kocadöngel formasyonu), bunun üzerinde akarsu çökelleri (Kurtköy formasyonu) ile sığ deniz çökeli olan kumtaşı şeyller oluşturur. Ferizli formasyonu yoğun demir mineralleri bulunan lagün-şelf çökellerini temsil eden karbonat ve kırıntılardan oluşur. Tüm birimler miyosen yaşlı bazalt, Pliyosen yaşlı kırıntılar, yamaç molozu ile alüvyonlarla örtülüdür.

İlde 1. jeolojik zamandaki Hersiniyen dağ oluşumu ve 3. zamandaki Alpin Orojenezi etkili olmuştur. Hersiniyen kıvrımları Devoniyen ve Silüriyen tortulları üzerinde gerçekleşmiştir. Güneyde metamorfizma oluşmuş, kuzeyde metamorfizma çok az görülmüştür.

İl genelinde Alp orojenezi Kuaternere kadar sürmüştür. Tektonik etkilerle Adapazarı Ovası çökmüş, Kuzey Anadolu Fayı bu devirde oluşmuştur. Fayın güneyindeki bloklar çökmüş, kuzey taraflar yükselmiştir. Fay hareketleri neticesinde Adapazarı ovası sürekli çökmekte olan sübsidans havza haline gelmiştir. İzmit körfezinden Hendek'e kadar devam eden geniş düzlük alan nehir çökelleriyle kaplıdır. Sakarya merkez, Sakarya Nehri, Çark Suyu, Mudurnu Çayı, Uludere'nin getirdiği bu nehir çökelleri üzerinde kurulmuştur. Adapazarı Ovasının kuzey kenarlarında dik kenarlı tepeler başlar. Ovanın güney ve kuzeyinde bulunan aynı seviyedeki tabakaların yaş ve yapılarının farklı olması ovanın tektonik çöküntü alanı (graben) olduğunun göstergesidir.

Sakarya Kuzey Anadolu Fay Hattı üzerinde yer aldığı için 1. derece deprem bölgesidir. Arazinin genç nehir çökellerinden oluşur ve yeraltı suyu seviyesi yüksektir. Bu iki olgu zemin sıvılaşmasına neden olmakta ve depremin etkisini artırmaktadır. Tarihte önemli depremlerden zarar görmüştür: 

İlde yer alan Sakarya Nehri, Mudurnu Çayı, Darıçayırı Deresi, gibi akarsular zaman zaman taşkınlara neden olmaktadır. Ani sağanak yağış ve kar erimelerinde seller oluşmaktadır

Özellikle son yıllarda Karasu limanı yapımından sonra Karasu sahilinde dar bir kıyı şeridinde şiddetli olarak görülmektedir. Liman yapımından sonra kıyı kenar çizgisi içine yapılmış evler yıkıldı. Bu süreçte kıyının 100 metreye yakın gerilediği tespit edilmiştir. Önlem olarak önce kıyıya dik mendirekler yapıldı. Fayda etmediği görülünce yeni bir kararla kıyıya paralel açıkta mendirekler yapılmaya başlandı. Kararı alınan 27 mendirekten 7'si yapıldı, yapılanların erozyonu durdurduğu görüldü.

Sakarya bölgesi 19. yüzyıl boyunca üç büyük savaşın sebep olduğu muhacir akınına uğramıştır. 1853-56 Kırım savaşı, Şeyh Şamil'in mücadelesi 1850-1860 Kafkas Savaşı, 1877-78 Osmanlı-Rus harbi