Ambientes diferenciados, desde el punto de vista de la morfología del terreno y del clima se suceden de oeste a este.
Los Andes patagónicos al oeste, con cordones separados por gran cantidad de cuerpos lacustres que se conectan entre sí gracias a una red fluvial profusa, dificultan el acceso de las masas de aire cargadas de humedad provenientes del océano Pacífico.

La aridez creciente de las mesetas del interior patagónico, subregíon de la patagonia extrandina muestra una cubierta vegetal de formaciones xerofíticas, de neneo, coirón y jarilla que cubre de manera rala el suelo, afectado por un proceso generalizado de erosión que contribuye a dinamizar las condiciones de desertificación ambiental.

En las mesetas sólo nacen cursos de agua temporales y aislados.
El total de precipitaciones ocurridas sobre el contrafuerte de la cordillera es de aproximadamente 500 mm. al año, en tanto que sobre la costa mesetaria, de acantilados, apenas llega a los 180 mm. anuales.

El litoral atlántico o subregión de la franja costera y los escasos valles de regadío, en el oriente, que en conjunto integran la región patagónica en esta provincia.

Las particularidades principales de la cordillera patagónica son sus valles transversales de poca altura, largos extensos y profundos, glaciares y ríos que ejercen su acción erosiva, pendientes hidrográficas indecisas, vientos permanentes del Pacífico, relieve abrupto y escarpado, numerosas cascadas, vegetación abundante y lo más característico, la presencia de rocas sedimentarias marinas con intrusiones granodioríticas.

En el sudoeste a la altura del río Huemules se extiende hacia el sur el campo de Hielo Continental. En esta franja de la cordillerase hallan los cerros Morrudo, Aguja Sur, Tres Picos, Dos Picos, Chato, Cónico, Ventisquero Sur, Central, Desnudo, Steffen, Dedo y Catedral. El cordón Esperanza, Cholila, Sierra del Maitén, Cordón Leleque, Mogote, Rivadavia, Esquel, Pirámides, Situación, Sierra Tecka, Cordón Kaquel, Putrachoique y Cherque.
Los pasos son de menor altura, hacia el sur destacándose el Portezuelo Esperanza, Boquete Oyarzún, Paso de Menéndez, Navarro, Arroyo Huemul, Río Frías, Portezuelo Cerro Catedral, Paso Coihaique y Huemules.

La patagonia extrandina ocupa en Chubut la mayor parte de su territorio central.
En tiempos remotos se produjeron movimientos de ascenso y descenso de la masa continental, avances y retrocesos del mar, movimientos orogénicos, erupciones volcánicas, terremotos, glaciaciones, erosiones, sedimentación, etc.
No obstante en algunos lugares aparece el basamento cristalino sierra de Gastre, Caleatapul, Lipetrén y Sierra Nevada.

Esta subregión recibe el nombre de las mesetas justamente por hallarse en todas partes del interior chubutense, son planicies o pampas de superficie plana también llamadas terrazas, que se separan de los valles depresiones y cañadones mediante barrancas constituyendo, en el caso de ser sucesivas, un relieve de aspecto escalonado; las mas conocidas son pampa de Gastre, de Sacanana, de Gan Gan, Meseta de Montemayor, Pampa de Salamanca, del Castillo y Pampa Pelada.

El sistema llamado de los Patagónides es un conjunto de sierras, originadas antes que la cordillera andina muy erosionadas con cumbres redondeadas, laderas orientales suaves y orientadas generalmente de NNO. a SSE.
Las principales Nevada, Taquetrén, de Tapuel, de Olte, Cañadón Grande, Cuadrada, Nevada, de los Aisladores, Buen Pasto, del Castillo y San Bernardo, se extienden desde Río Negro hasta el sudoeste de los lagos Musters y Colhué Huapí, cuya cuenca configura una gran depresión de orígen tectónico.

En la Península de Valdés son notables los bajos del Gualicho y de Valdés (45 m. debajo del nivel del mar).
La Franja costera presenta profundas entrantes representadas por golfos y bahías, salientes pronunciadas, penínsulas y algunas islas.
Sobre su relieve mesetiforme se encuentran rodados tehuelches o patagónicos y en sus costas accidentes sometidos a la acción de las mareas excepcionales.

El istmo Carlos Ameghino, que llega a tener 5 Km. de ancho, separa el golfo San José al norte (dependiente del Golfo San Matías), del Golfo Nuevo al sur, pero también une la Península Valdés al este, con el territorio de mayor continentalidad al oeste.
Esta se destaca par su caleta homónima, 200 m. de ancho y 7 m. de altura, dimensiones que disminuyen de norte a sur.

La dirección de la costa chubutense es igual a la de todo el litoral patagónico, de nordeste a sudoeste.
Hacia esta dirección, se suceden otros accidentes destacándose: Punta Ninfas, Bahía Engaño, Punta Lobos, Punta Atlas, Bahía Vera, Cabo Raso, Punta Lobería, Bahía Camarones, Cabo Das Bahías, una serie de islas pequeñas Arce, Leones con sus depósitos de Guano, Valdés, Tova, Tovita, y parte del profundo Golfo de San Jorge y sus dependientes Báhia Bustamante, Península Gravina, Caleta Malaspina, Península Aristizábal, Bahía Salano, etc.

En general, la costa es escarpada excepto en las extensas playas de pedregullo.
La subregión de los valles fluviales, comprende aquellos ríos de cauce ensanchado y ahondado por sus propias aguas, a lo largo de su historia geológica.