يتكون معظم المنتزه من هضاب بركانية واسعة يبلغ متوسط ارتفاعها حوالي 7875 قدماً (2400 متر)، وتبرز فيه ثلاث سلاسل جبلية كل منها محاذاة تقريباً من الشمال إلى الجنوب، في المنتزه سلسلة جالاتين في الشمال الغربي، وسلسلة أبساروكا في الشرق، وشمال سلسلة تيتون على طول الحدود الجنوبية الغربية للمنتزه، تقع أعلى الجبال في المنتزه في أبساروكاس، حيث تتجاوز العديد من القمم ارتفاعات 10000 قدم (3,050 متراً).
تشتهر يلوستون أيضاً بالعديد من البحيرات والأنهار ذات المناظر الخلابة، وتكون أكبر كتلة مائية في الحديقة هي بحيرة يلوستون التي تبلغ مساحتها 132 ميل مربع (342 كيلومتر مربع) وتقع على ارتفاع 7,730 قدم (2،356 متر) وهي أعلى بحيرة جبلية من حيث الحجم في أمريكا الشمالية.