整个千岛群岛区域目前已探明的火山数量超过100座，其中35座至今仍处于活跃状态，南千岛群岛正是活火山分布最密集的区域之一。群岛的最高点阿莱德火山海拔达到2339米，是一座形态近乎完美的层状活火山，历史上曾多次喷发。区域内地震与海啸灾害频发，1737年这里曾发生过有记录以来最高的海啸之一，浪高达到64米，2006年11月这里又发生了8.3级大地震，引发的海啸甚至远渡重洋，在加利福尼亚海岸掀起了1.5米高的浪涛。2019年6月，群岛中部的雷公计岛火山突然喷发，火山灰直冲13000米高空，直接影响了北太平洋的民航航线安全。

活跃的地质活动也给这片群岛带来了独特的自然馈赠，群岛上遍布大量温泉与火山喷气孔，地热资源储量极其丰富。火山喷发形成的火山灰不断堆积，让岛屿上的土壤异常肥沃，虽然整体纬度较高，气候属于温带海洋性季风气候，冬季寒冷多雪，夏季凉爽多雾，但依然孕育出了极其丰富的生态系统。岛上覆盖着茂密的寒温带针叶林与灌木丛，近海区域因为地处寒暖流交汇处，形成了世界上最富饶的渔场之一，鲑鱼、鳕鱼、帝王蟹等海产品的储量极其可观，周边海域的渔业资源密度在整个西北太平洋都位居前列。