Il territorio del Nicaragua fa parte di una delle zone geologicamente più instabili e più "giovani" della Terra, l'istmo centramericano, la cui struttura cominciò a delinearsi nel Miocene consentendo l'unione dei due subcontinenti americani grazie soprattutto all'intensa attività vulcanica connessa con la grande orogenesi che ha portato alla formazione delle possenti catene montuose lungo tutto il bordo del Pacifico. Il Nicaragua ospita anzi l'elemento strutturale più caratteristico dell'istmo, la "grande depressione", ampio solco tettonico che può essere considerato come l'autentico confine fisico tra il mondo nordamericano e quello sudamericano; esso rappresenta un fondamentale elemento divisorio anche per il Nicaragua, che separa in due aree diversissime per estensione, geomorfologia, popolamento.

Vasta oltre 2/3 dell'intero territorio del Nicaragua, la regione posta tra la fossa tettonica e la costa caribica rientra nella cosiddetta zona antillana, che dallo zoccolo messicano-guatemalteco del Chiapas si estende, tramite una grande dorsale sotto il Mar delle Antille, fino a costituire l'ossatura dei rilievi di Giamaica, Haiti e Puerto Rico; è prevalentemente costituita da formazioni precambriane granitiche e metamorfiche, parzialmente ricoperte da sedimenti mesozoici e da rocce effusive cenozoiche, in specie basalti e andesiti.

Depositi alluvionali neozoici costituiscono invece la vasta pianura litoranea, nota come Costa dei Mosquitos, che si affaccia al Mar delle Antille, con andamento monotono, presentando coste basse, importuose e orlate di lagune. Verso l'interno, al di là di una fascia di basse colline il territorio presenta una serie di altopiani profondamente incisi dall'erosione e sovrastati da alcune dorsali (Cordillera Isabelia, Serranías Huapí, Cordillera Chontalena, ecc.), disposte a ventaglio da W a E, secondo l'andamento tipico della regione antillana; alcune cime (Kilambé, Penas Blancas) superano i 1700 m e il Cerro Mogotón raggiunge i 2107 metri.

Completamente diverso è l'ambiente del Nicaragua occid., tra la grande depressione e le coste del Pacifico, chiara testimonianza della violenta e prolungata attività vulcanica che ha accompagnato la nascita delle cordigliere americane e che tuttora, seppure in tono minore, permane: la saldatura tra i due blocchi continentali (fino agli inizi dell'era neozoica l'America Settentrionale e la Meridionale erano divise dal mare in quanto l'intera depressione nicaraguegna era sommersa dalle acque) fu appunto dovuta all'enorme massa di lava eruttata soprattutto nel corso del Miocene e alle potenti coltri detritiche alimentate dalla degradazione meteorica dei rilievi appena emersi. La grande depressione nicaraguegna, lunga ca. 600 km e parzialmente occupata dai bacini dei laghi di Managua e di Nicaragua, si è formata col concorso di fenomeni diversi e contrastanti, tettonici, vulcanici, sismici, erosivi e costruttivi; delineatasi nel Pleistocene con la formazione di sistemi di faglie subparallele e il conseguente sprofondamento delle zolle interposte, taglia in diagonale l'istmo da NW a SE, dal golfo di Fonseca sul Pacifico (porzione sommersa della stessa depressione, un tempo unita direttamente al l. di Managua) al solco del f. San Juan, sul Mar delle Antille. Tra la strettissima cimosa costiera del Pacifico e la fossa tettonica si allineano i cosiddetti Marrabios, una ventina di vulcani sorti durante l'era neozoica in rapporto alla formazione della grande depressione; il più recente, il Cerro Negro (350 m), risale appena al 1850.

Dal lago di Nicaragua si elevano i coni gemelli dei vulcani Concepción e Maderas che, uniti da un istmo, formano l'isola di Ometepe, la più grande del Nicaragua, e quello dello Zapatera, nell'omonima isola; sulla sponda nord-occid. dello stesso lago si eleva, sopra Granada, l'edificio vulcanico del Mombacho.

Il più noto vulcano del Nicaragua, il Momotombo, responsabile di violente eruzioni come quelle del 1870 e del 1886 che lo ridussero dai precedenti oltre 1600 m agli attuali 1280 m, si erge a N del lago di Managua, fiancheggiato dal più piccolo Momotombito emergente dalle acque del lago.

Altri notevoli vulcani sono il Chonco, San Cristóbal (o El Viejo o Chinandega; 1745 m, il più elevato vulcano del Nicaragua), Rota, Hoyo, ecc. Nel promontorio di Cosigüina, che si protende a chiudere il golfo di Fonseca, si apre la vasta caldera, del diametro di ca. 1 km, eloquente testimonianza della spaventosa esplosione che nel 1835 squarciò l'edificio del vulcano Cosigüina: la scossa fu avvertita a migliaia di chilometri di distanza e piogge di ceneri caddero in un raggio di 1200 km. In Nicaragua i terremoti sono frequenti e non di rado disastrosi, come quelli che nel 1931 e nel 1972 hanno colpito la capitale, riducendola praticamente a un cumulo di rovine.