El relieve es el conjunto de formaciones terrestres que tiene la superficie de una región. El relieve de la superficie terrestre de Puerto Rico y sus islas es el resultado de los procesos geológicos que ocurrieron hace miles a millones de años atrás. También han intervenido los factores climáticos como la lluvia y el viento, los cuales erosionan el suelo y le dan forma a la superficie. Los cambios a la morfología terrestre también puede darse a través de la intervención del ser humano.

El relieve de la isla mayor se caracteriza por tener un 40% de su superficie montañosa. Otro 35% corresponde a lomas y un 25% a llanuras. En cuanto a su altitud, el 55% del área está por debajo de los 150 m (492 pies); el 21% está entre 150 y 300 m (492 y 984 pies); y el restante 24% sobrepasa los 300 m (984 pies).

El interior montañoso de la Isla está constituido por la Cordillera Central, la Sierra de Cayey, la Sierra de Luquillo, Sierra de Guardarraya, la Cuchilla de Panduras y la Sierra Bermeja. La Cordillera Central es el nombre con que se conoce el relieve que atraviesa la isla de Oeste a Este. Ese es un eje montañoso que va desde Mayagüez hasta Aibonito. El punto más alto de este eje es el cerro La Punta de 1,338 m de altura (4,389 pies) localizado entre Adjuntas y Villalba. Al noreste de la Cordillera se encuentra la Sierra de Luquillo, la cual se extiende desde Gurabo hasta Fajardo. Su pico principal es el Yunque con 1,080 m (3,542 pies) de altura. La sierra de Cayey está localizada al sureste entre Cayey y Humacao, cuya mayor elevación es el cerro La Santa con 903 m (2,962 pies). Al sureste también está la Sierra Guardarraya y la Cuchilla de Panduras localizada entre Yabucoa y Maunabo. La sierra Bermeja, al sur del Valle de Lajas, alcanza su mayor elevación en el Cerro Mariquita con 301 m (968 pies).

En Puerto Rico son frecuentes las pendientes muy escarpadas que pueden caracterizarse por inclinaciones de 45 grados o más. Especialmente hacia el Sur de la isla mayor, las pendientes son más pronunciadas, por lo que sus ríos son más cortos y profundos. Usualmente las pendientes están cubiertas por cortezas arcillosas, formadas por las lluvias, vientos, cambios de humedad y de temperatura. Algunas de estas cortezas son de aspecto terroso, rojizas, ricas en hierro, desarrolladas sobre rocas sedimentarias o sobre lavas. Esta característica las hace susceptibles a las lluvias fuertes y pueden provocar derrumbes y deslizamientos.

Entre las montañas hay superficies aplanadas, formadas por el desgaste, la erosión y el transporte de los materiales sueltos. Estas superficies están localizadas escalonadamente a 750-800 m (2,460-2,624 pies), 470 m (1,524 pies), 330 m (1,082 pies) y 160 m (525 pies) en la Isla. Las mismas están formadas por antiguas llanuras costeras que fueron elevadas por los movimientos de ascenso y descenso de la Isla que ocurrieron hace millones de años atrás. Estas zonas conservan áreas llanas o suavemente onduladas, a veces cortadas por profundos cañones fluviales. Algunos ejemplos de estos cañones son el de San Cristóbal, cortado por el río Usabón en Barranquitas, el de Guajataca entre Isabela y Quebradillas y el del Tanamá en Arecibo, cuyo curso en este caso, pudiera haber sido parcialmente subterráneo, pues aún conserva algunas cuevas o arcos rocosos.

Dentro del área montañosa, se encuentran algunos valles fluviales como los de Cidra, Cayey y Caguas. Estos valles son áreas bajas donde se ha depositado el material erosionable arrastrado por las lluvias y el viento a través de los años.

Al suroeste de la Isla, entre la Cordillera Central y la Sierra Bermeja, se extiende el valle de Lajas, cuyo fondo en su parte central sólo llega a unos 13 m (43 pies) de altitud. Este valle se extiende desde Guánica hasta Cabo Rojo, el cual constituyó un brazo de mar en el pasado. El mar separaba la Sierra Bermeja del resto de la isla o las unía, según las fluctuaciones el nivel del mar que ocurrieron durante la época del Pleistoceno hace 1.8 millones de años atrás.

Al norte de la Cordillera Central y hasta la costa norte, se extiende la región cárstica Aguada-Loíza; ésta se compone de llanuras, alturas y montañas bajas formadas por distintos tipos de rocas carbonatadas. Algunas de estas rocas son: las calizas, las margas, las lutitas, las cretas y las areniscas calcáreas. La región cárstica alcanza, en su borde del sur una altitud superior a los 400 m (1,320 pies) y hasta 530 m (1,738 pies) en su punto más elevado. Luego se hunde bajo la cobertura de sedimentos sueltos o poco consolidados de la llanura costera que se forma simultáneamente por la acción de los ríos y el mar. En algunos lugares de esta zona, como al este de Arecibo, en el curso inferior del río de La Plata, así como en los alrededores del área metropolitana, su interior rocoso está constituido por un carso enterrado o fósil.

Estas zonas fueron cubiertas por sedimentos arrastrados por el agua y el viento. El mismo posee cuevas profundas descubiertas en pozos de investigaciones geológicas y que representan sectores de drenajes antiguos, que fueron determinados por niveles del mar más bajos que el actual.

De la llanura costera norteña emergen alturas residuales como los mogotes, algunos formando cadenas, otros aislados, redondeados o alargados e, incluso, de contornos irregulares como los de Loíza, Carolina, Guaynabo, Bayamón, Toa Baja, Vega Baja, Vega Alta y otros del área Norte. Al evolucionar la región, los antiguos sistemas de drenaje de agua superficial fueron desorganizándose y convirtiéndose en conductos subterráneos. Un ejemplo de esto es la Cueva de Los Choros, del Bosque Río Abajo en Arecibo, el cual pertenece al sistema de manantiales que constituyen el aporte subterráneo al Río Grande de Arecibo, El conjunto de valles fluviales antiguos está menos organizado hacia el Norte hasta llegar a ser irreconocible en algunos lugares pero, al Sur, todavía puede reconstruirse con bastante precisión.

En los afloramientos de calizas de las montañas del eje insular, se encuentran macizos carsificados separados, que hemos denominado región de los carsos aislados de la Cordillera Central; en ellas se encuentran algunos sistemas de cuevas notables como el situado en el barrio Sumidero del municipio de Aguas Buenas y el del cerro de Las Cuevas, entre los municipios de Juana Díaz y Villalba. Al Sur, en las llanuras costeras con alturas carsificadas se extiende la región cársica Juana Díaz-Cabo Rojo, donde se encuentran las cuevas de Mapancha y El Convento en los municipios de Peñuelas y Guayanilla. Al Este, Oeste y Sureste también se encuentran llanuras, cubiertas de sedimentos aluviales y marinos, desarrolladas a lo largo de los cursos inferiores de los principales ríos.