黄石公园坐落在平均海拔为2400米的黄石高原上。黄石高原几乎四面八方都和海拔高达2700米至3400米变化的中落基山脉接壤。该公园最高点是鹰峰峰顶(3462米)和最低点是沿着里斯溪流(1610米)。
附近的山脉包括向西北延伸的加拉廷(Gallatin)山脉、北面的熊齿(Beartooth)群山、向东延伸的阿布萨罗克(Absaroka)山脉以及向西南和向西延伸的蒂顿山脉和麦迪逊山脉。
黄石公园是地热活动的温床,有一万多个地热风貌特征;落基山脉创造了无数秀丽的山峦、河流、瀑布、峡谷,其石灰岩的结构又让大地添上美丽多姿的颜色。