Анюйская область — одна из наиболее северных в Северо-Восточной Сибири. На юге она ограничена межгорным понижением долины Большого Анюя, на востоке примыкает к северным массивам Колымского нагорья и западным районам Анадырского плоскогорья.
Территория области занята невысокими хребтами — Пырканай, Раучуанским, Илирнейским и Анюйским. Они простираются от Колымской низменности на восток-юго-восток и разделены долинами рек Малый Анюй и ее притоков. Хребты представляют собой антиклинальные поднятия, сложенные верхнетриасовыми и юрскими породами, среди которых преобладают песчаники, сланцы и филлиты. Местами встречаются докембрийские, палеозойские и вулканогенные меловые отложения. Много здесь также мезозойско-кайнозойских интрузий гранитов, с которыми связаны месторождения различных рудных полезных ископаемых.
Средняя высота хребтов — 1000—1200 м, хотя отдельные вершины достигают 1500—1700 м (высшая точка — гора Двух цирков — 1853 м). Для наиболее приподнятых участков характерен расчлененный среднегорный рельеф с многочисленными формами, созданными четвертичными ледниками и нивально-солифлюкционными процессами. Значительные площади заняты массивами эрозионно-денудационных низкогорий и возвышенных равнин. Интенсивное преобразование рельефа под воздействием денудационных и тектонических процессов происходит и в настоящее время. Процессам денудации способствует суровый арктический климат, интенсивность же тектонических процессов связана с большой подвижностью области и проявлением позднечетвертичного вулканизма. В Анюйском хребте имеется недавно потухший вулкан. Он поднимается в виде усеченного конуса высотой 120 м над поверхностью излившихся из вулкана базальтовых лав, которые образуют в долине реки Монин покров площадью более 20 км2. Здесь же встречаются покровы базальтов, излившихся на поверхность по трещинам; площадь таких участков составляет в общей сложности около 100 км2.
На территории Анюйской области преобладают щебнистые россыпи с бедным и разреженным покровом из растений горной каменистой тундры, а на вершинах северных хребтов нередко встречаются большие участки холодной пустыни. Только в долинах южных районов появляются редкостойные леса из низкорослой и угнетенной лиственницы, чередующиеся с болотами и приозерными лугами.
