Sinop il topraklarının % 74’ü dağlardan, % 23,5’i platolardan ve % 2,5’e yakını ovalardan ibârettir. Sinop Yarımadası kıyılarındaki tepeler alçaktır. Kıyıdan güneye gidildikçe yükseklik artar ve geçit zorlaşır. Daha sonra Gökırmak Vâdisi ve çevresinde düzlükler yer alır.

Dağlar: Sinop ilinde dağların sayısı çok fakat yükseklikleri azdır. En önemli dağ silsilesi İsfendiyar (Küre) Dağlarıdır. İli doğu-batı istikâmetinde ikiye ayırır. Yüksekliği 1500 m’yi geçen birkaç tepe vardır. Önemli olanları Sandökük Tepesi (1680 m), Zindan Dağı (1730 m), Çangal Dağı (1605 m), Göktepe (1375 m) dir. Bu dağlar arasında Zindan Dağı, Sinop ilinin en yüksek noktasıdır.

Plato ve yaylalar Gerze ile Boyabat arasındadır. Başlıca yaylalar Altmışdört, Güdekoğlu, Avlağısökü, Altınyayla, Çam, Kuzfındık, Aluç, Mehmetli, Gündüzlü, Maruf, Kumlu, Yaylacık, Darıözü, Doğaçam, Bayat, Sakızlı, Yassıalan, Gökalan ve Buzluk’tur. Sinop Yarımadası da bir yayla görünümündedir.

Ovalar: Kıyıda Sinop ve içerde Boyabat Ovası başlıca büyük ovalardır. Boyabat Ovası Gökırmak, Asarcık, Arın ve Gâzidere ovalarının birleşmesinden meydana gelmiştir. Kıyıda ise Karasu, Aksaz ve Sarıkum ovaları bulunur. Bütün ovalar verimlidir.

Akarsular: Sinop ilinin en önemli akarsuyu Gökırmaktır. Gökırmak Kastamonu topraklarından çıkar, birçok kolları alarak doğuya akar. Durağan ilçesi güneyinde Kızılırmak ile birleşir. Boyabat Ovasında çeltik tarlalarını sular. Sinop-Samsun sınırını çizerek Samsun il topraklarında kuzeye akarak, Bafra Burnunda Karadeniz’e dökülür.

Küre Dağlarından çıkarak Karadenize dökülen başlıca akarsular Karasu Çayı, Ayancık Çayı, Karlık Çayı, Kanlı Çayı ve Kabalı Çaydır. Bölgede zengin yeraltı suları vardır.

Göller: Sinop il sınırları içinde büyük göller yoktur. Küçük birkaç göl vardır. Sarıkum Gölü: Uzunluğu 2 km genişliği 750 m’dir. 400 hektarlık bir alanı kaplar. Keçideresinin getirdiği alüvyonlar ve fırtınaların taşıdığı kumlarla küçülmektedir. Karagöl kıyıya 50 metre mesâfededir. 80 hektarlık bir alanı kaplar. SülükGölü: Sinop Yarımadası üzerindedir. Eski bir yanardağ krateri olup 210 m yüksekliktedir. Civarındaki ovanın sulamasında kullanılır.