Cantàbria és un territori fonamentalment muntanyós. Els trets més peculiars del seu relleu són el contrast entre l’estreta franja litoral, La Marina, i l’interior, La Montaña. Les terres costaneres no sobrepassen els 10 Km d’amplada i no superen els 200 m d’altitud. Els 218 Km de costa estan fragmentats en zones de platja de sorra fina, penya-segats, cales, ries, maresmes i nombroses badies com les de San Vicente de la Barquera, Suances, Santoña i la de Santander, que és la més extensa. La serra del Escudo de Cabuérniga marca el límit entre La Marina i les encaixades valls de La Montaña.
La Montaña ocupa la major part de la comunitat i correspon al sector central de la serralada Cantàbrica. Són alineacions muntanyenques que prenen una direcció nord - sud i que estan tallades per gorges, erosions de gran fondària dels rius Nansa, Saja, Besaya, Pas, Pisueña i Miera, entre d’altres. En aquestes serralades hi ha les valls interiors com la de Liébana, Asón, Agüera, Campoo o Valderredible. Els cims més alts estan en el sud: Peña Labra, Sejos, Castro-Valnera i Lasía. Al sud-est, en els Pics d’Europa, hi ha el pic més alt, Peña Vieja, de 2.613 m d’altura.
Al sud de la serralada Cantàbrica hi ha la Cantàbria meridional, on es localitzen les depressions de Campoo; són terres planes per sobre dels 800 metres. A Fontibre, que pertany a la vall de Reinosa, neix el riu Ebre.
Les glaceres han modelat els cims més alts entre els quals destaquen les Morrenas d’Àliva, Fuente Dé, els Picos de Europa, o la serra de Peña Labra. També les roques calcàries del massissos, als extrems oriental i occidental, han originat grans relleus càrstics en diluir-se amb l’aigua i han excavat grutes i galeries subterrànies.