La cordillera de Nicoya, junto con las montañas alrededor de Jacó en el Pacífico Central, así como la cadena de Talamanca, son geológicamente la parte más antigua del istmo.

El Cinturón de Fuego del Pacífico, que se extiende a lo largo de las costas occidentales de las Américas desde Alaska en el norte hasta América del Sur, se caracteriza en Costa Rica por nueve volcanes notables y también forma la línea divisoria de aguas del país con fauna y flora muy diferenciada a ambos lados. Mientras que el lado del Atlántico en el este se caracteriza por las selvas tropicales debido a los vientos alisios húmedos que soplan constantemente desde el noreste, la precipitación es menor en el lado del Pacífico, especialmente en el noroeste, una región con la mayor cantidad de días soleados al año.

En el suroeste del Pacífico de Costa Rica, por otro lado, los vientos alisios que se elevan con la humedad del Atlántico hacia las montañas de Talamanca, la elevación más alta del istmo, que se elevan a más de 3800 m y se enfrían rápidamente, generan corrientes descendentes hacia el Pacífico, que luego traer la humedad del Pacífico en modo de rotación, a su vez, de regreso a la costa, donde llueve. Las especiales condiciones geográficas crean así en el suroeste del país el fenómeno de la selva tropical, poco común para las costas occidentales de las Américas. Aquí se encuentran dos mundos climáticos, lo que ha dado lugar a una altísima biodiversidad, especialmente en la Península de Osa.