Neuquén presenta dos ambientes orográficos:
La Cordillera de los Andes
Recorre todo el oeste de la provincia y va disminuyendo en altitud de norte a sur. Es un plegamiento de la era terciada, razón por la cual forma parte del sistema montañoso más joven del planeta. se divide en dos secciones: Andes de Transición se extienden desde Pino Hachado hacia el norte de la provincia, con alturas que alcanzan hasta los 3.000 metros. La excepción es el volcán Domuyo, que con 4.709 m es el cerro más elevado de la provincia. Andes Patagónicos sección cordillerana al sur de Pino Hachado, que configura un paisaje diferente. Las montanas presentan aristas más agudas, y la menor altura de los cerros y pasos favorece la penetración de humedad del Pacífico, motivo por el cual las cumbres se encuentran siempre nevadas. Hay gran cantidad de ríos y lagos, bosques y praderas cordilleranas. se destacan el volcán Lanín, con 3.776 M, y el cerro Chapelco, de 2.394 metros.
El Neuquén Extrandino
Sistema Patagónides. Se ubica entre la cordillera y la meseta patagónica. son sierras aisladas de origen más antiguo que los Andes, de aspecto redondeado, separadas por depresiones ocupadas por lagunas y cañadones. El sistema se inicia a la altura de Chos Malal y se destaca el cordón de Vaca Muerta y la Sierra de Catán Lil.
Mesetas o terrazas patagónicas Este sistema conforma un basamento de antiguas rocas cristalinas, duras y resistentes. se denomina Escudo Patagónico . Desciende desde la cordillera hacia el mar en forma de terrazas escalonadas. En la lengua regional, a estas mesetas se las llama bardas. Están cubiertas de sedimentos marinos y continentales del mesozoico y terciario, y una gran capa de cantos rodados, conocidos como tehuelches o patagónicos. Existen, además, mantos de erupciones volcánicas. En esta zona han quedado depositados los restos de bosques de araucarias petrificadas y restos de dinosaurios y otros animales prehistóricos. La altura de estas terrazas oscila entre los 700 metros en la precordillera y los 264,5 metros en el punto de unión de los ríos Neuquén y Limay. En el Neuquén Extrandino, los picos de mayor elevación, ordenados de norte a sur, son el volcán Tromen, de 3.979 metros, y los picos Chenque Mallín y Buta Mallín, ambos de 3.024 metros, aproximadamente. En el departamento de Añelo se encuentra la sierra de Auca Mahuida, con 2.175 metros; y en medio de la meseta, emergiendo en forma de cono, los Chihuidos, cerros aislados de 1.500 metros.
En la región de mesetas o terrazas patagónicas se han descubierto los restos de dinosaurios carnívoros y herbívoros más grandes del mundo: el Gigantosaurus Carofini, el Adessaurus Delgado y el Rebachisaurus Tesonei.
Volcán Lanín
El Lanín (en lengua mapuche es Pillañzegüñ) es un volcán considerado activo, ubicado en el sur de Argentina y Chile. Tiene una altitud de 3776 metros sobre el nivel del mar, este volcán se encuentra incluido en el Cinturón de Fuego del Pacífico. El cráter que pudo dejar su última erupción no es visible y se cree que está sepultado bajo el glaciar que se encuentra en la cima de la montaña. Se encuentra ubicado en el departamento Huiliches, en cercanías de la ciudad de Junín de los Andes, provincia del Neuquén, en el límite entre Argentina y Chile, rodeado por los lagos Paimún y Huechulafquen al Sur y el Lago Tromen al Norte, y le da nombre al parque que lo contiene Parque nacional Lanín. La parte chilena está incluida en el Parque nacional Villarrica.
Volcán Domuyo
El Domuyo es un estratovolcán de la que nace la Cordillera del Viento, en el norte de la provincia patagónica de Neuquén, en el sudoeste de la Argentina. Con una altura de 4707 msnm es la montaña más alta de la Patagonia. Su nombre es de origen mapuche y significa que tiembla y rezonga, debido probablemente a su actividad geotermal.
Cuencas hidrográficas de la provincia del Neuquén.
En la zona sur de los Andes se encuentran gran cantidad de bellos lagos transversales de origen tectónico glaciario, veintisiete lagos están contenidos dentro de la geografía neuquina. El río Limay es el de mayor caudal de la provincia y los volúmenes aportados por su cuenca son aprovechados para producción de energía eléctrica y regulación de caudales, por medio de un complejo de presas.
Neuquén cuenta con diversas cuencas hidrográficas que aportan una importante cantidad de ríos y lagos, a pesar de ello la mayor parte de la superficie de la provincia es árida. Las principales cuencas del Neuquén, las de los ríos Limay y Neuquén, recorren de oeste a este casi toda la provincia para luego desembocar en la cuenca del río Negro. Los ríos de la provincia vuelcan sus aguas en tres cuencas:
Cuenca Atlántica
La cuenca atlántica es la más desarrollada. Los ríos de mayor importancia son el Colorado, el Neuquén y el Limay. Estos dos últimos, al confluir, forman el río Negro. El río Colorado, que marca el límite con Mendoza, nace de la unión de los ríos Grande y Barrancas. Recorre unos 200 kilómetros, dentro del territorio neuquino, y atraviesa la zona semiárida del departamento de Pehuenches.
Cuenca del Pacifico
La cuenca del Pacifico tiene escaso desarrollo. comprende algunos arroyos que desaguan en el lago Lácar. Este, a su vez, lo hace en el lago Nonthué, cuyas aguas cruzan la cordillera por depresiones transversales, y por medio de lagos y ríos llegan hasta el océano Pacífico.
Cuenca Interior
La cuenca interior se encuentra en la zona desértica de mesetas. La más importante es la del Bajo del Añelo, en la que algunos arroyos de tipo esporádico llevan las aguas provenientes de las lluvias o nevadas, principalmente de los Chihuidos o de las sierras de Auca Mahuida.
Río Limay
El río Limay nace en el extremo oriental del lago Nahuel Huapi y recorre en forma serpenteante unos 500 km en dirección noreste, sumando afluentes como los ríos Traful, Pichileufú, Collón Curá y Picún Leufú, hasta encontrarse con el río Neuquén, formando en su confluencia el río Negro.
Sus aguas son claras, y posee un importante caudal (en promedio 224 m³/s). Su cuenca posee un área de unos 63 700 km² e incluye la mayoría de los ríos y arroyos de la cuenca del atlántico en la región, como también una extensa red de lagos interconectados (Nahuel Huapi, Correntoso, Moreno, Gutiérrez). El río posee una importante población de truchas, y es popular la práctica de la pesca, y el descenso en kayaks y balsas.
Río Neuquén
Su cuenca abarca casi toda la mitad norte de la provincia homónima. Parte de la cordillera de los Andes, y, en su confluencia con el río Limay, forma el río Negro. Su longitud ronda los 400 km. Sus aguas son turbias, producto de sedimentos que bajan del volcán Domuyo. En su cauce superior es un buen pesquero de truchas, particularmente Arco Iris. En su tramo inferior forma un valle de actividad frutícola intensiva. Se han establecido últimamente vides, lográndose vinos de excelente calidad, en particular cerca de la localidad de San Patricio del Chañar.
río Colorado
El río Colorado nace en la confluencia de los ríos Barrancas y Grande en la provincia de Mendoza, El Barrancas sirve de límite entre las provincias de Mendoza y Neuquén mientras que el Grande se desarrolla por la provincia de Mendoza, luego de abandonar la cordillera de los Andes, el Colorado fluye por un estrecho y encajonado valle a través de un territorio árido (entre "travesías"). Sirve de límite a las provincias de Mendoza y Neuquén. Un centro urbano importante de esta zona es la neuquina Rincón de los Sauces.
El río sigue una dirección general este-sudeste hasta su desembocadura, formando un delta en el océano Atlántico ya dentro del límite patagónico de la provincia de Buenos Aires.
Los lagos son característicos de los Andes patagónicos, el de mayor importancia es el Nahuel Huapi, compartido con la provincia de Río Negro.
Tiene una superficie de 557 kilómetros cuadrados, de los cuales las tres cuartas partes corresponden a la provincia de Neuquén. otros lagos son: Aluminé, Moquehué, Ñorquinco, Quillén, Tromen, Huechulafquén, Carhué, Lolog, Lácar, Hermoso, Meliquina, . Falkner, Espejo, Traful y otros menores.
En los Andes de transición, al norte de la provincia, la presencia de los lagos es de escasa importancia. En esa zona se encuentran las lagunas de Varvarco Campos, Varvarco Tapia, Caviahue, Trolope y Las Mellizas.
Los lagos, lagunas y embalses ordenados por cuenca hidrográfica son los siguientes:
Cuenca del río Limay
Cuenca del río Neuquén
Cuenca del lago Lacar
Cuenca del río Colorado
Lagos de Neuquén
La región de los lagos se ha convertido en el corazón del turismo de excelencia en la provincia del Neuquén, los lagos y lagunas con su correspondiente red de ríos y arroyos que corren entre montañas boscosas y valles fértiles, a las bellezas con que la naturaleza dotó el sector se le agregan la tranquilidad que ofrecen los pueblos y ciudades que crecieron y se desarrollaron en las cercanías: Villa La Angostura, San Martín de los Andes, Junín de los Andes y Villa Traful están entre las más destacadas y son punto de partida de circuitos de actividades deportivas, de pesca y de avistaje de aves. En los recorridos se encuentran senderos de trekking, espacios para realizar turismo de aventura y camping, aptos tanto para los grupos expertos como para los de tipo familiar.
Lago Nahuel Huapi
El lago Nahuel Huapi es un lago de origen glaciar de la Patagonia Argentina. Es compartido por las provincias argentinas del Neuquén (80 %) y de Río Negro (20 %), y rodeado mayormente por el parque nacional homónimo.
Posee una superficie de 557 km² y se sitúa a una altitud de unos 700 msnm. Se destaca por su profundidad (464 m de profundidad máxima) y sus ocho ramificaciones o brazos: Campanario, de la Tristeza, Blest, Machete, del Rincón, Última Esperanza, Angostura y Huemul. Se relaciona con otros lagos menos extensos, como el Gutiérrez (16,4 km²), el Moreno (16,4 km²), el Espejo y el Correntoso (27 km²). Se alimenta de los deshielos y constituye la naciente del río Limay. Posee varias islas, siendo la más grande e importante por su actividad turística la isla Victoria, de 31 km².
Su intenso color azul, sus islas, y el paisaje que lo rodea, lo convierten en uno de los lugares más atractivos del sur argentino y un imán para el turismo nacional e internacional, cimentando así un fuerte crecimiento poblacional de sus ciudades ribereñas, lo que ha creado algunos problemas de contaminación de sus aguas.