Kepulauan Kuril menganggotai lingkaran ketidakstabilan tektonik yang melingkari Lautan Pasifik, iaitu Lingkaran Api. Pulau-pulau ini merupakan puncak-puncak strato-gunung berapi yang merupakan hasil langsung benamnya Plat Pasifik ke bawah Plat Okhotsk yang membentuk Jurang Kuril sekitar 200 kilometer (120 mi) di timur pulau. Gugusan pulau ini mempunyai sekitar 100 buah gunung berapi, yang mana 40 daripadanya adalah hidup, di samping banyak mata air panas dan fumarol. Di kepulauan ini sering dialami aktiviti seismos, termasuk sebuah gempa bumi bermagnitud 8.5 yang berlaku pada tahun 1963, dan satu lagi yang bermagnitud 8.3 pada 15 November 2006 yang menyebabkan ombak tsunami setinggi 5 kaki (1.5 m) yang mencapai pantai California di seberang lautan Pasifik.[4]

Iklim di atas kepulauan ini agak teruk, dengan musim sejuk yang berlarutan dan beribut, serta musim panas yang singkat dan banyak berkabus. Purata kerpasan tahunan adalah 30–40 inci (760–1,020 mm), kebanyakannya dalam bentuk salji.

Kepulauan ini meliputi iklim sederhana hingga sub-Artik, maka liputan vegetasinya dalah dari tundra di utara hingga hutan spruce dan larch di selatan. Aras-aras tertinggi di kepulauan ini ialah gunung berapi Alaid (2,339 m atau 7,674 ka*) di Pulau Atlasov di hujung utara gugusan, dan gunung berapi Tyatya (1,819 m atau 5,968 ka*) di Pulau Kunashir di hujung selatan.

Lanskap pulau ini terdiri daripada pantai dan pesisir batuan, tanjung, sungai yang luas dan anak sungai berkelikir yang deras, hutan, padang rumput, tundra alp, tasik kawah dan rawa gambut. Tanihnya secara amnya berdaya hasil kerana sering kali dilimpahi abu gunung berapi, dan juga pengayaan dari tinja burung laut di sesetengah tempat. Bagaimanapun, kebanyakan cerun yang curam dan peroi mudah dilanda tanah runtuh, sementara aktiviti gunung berapi terbaru mampu menggondol seluruh muka bumi.

Ekologi laut

Oleh sebab terletak di sepanjang tepi pelantar Pasifik serta pertembungan gir Laut Okhotsk dan Arus Oyashio yang menghala ke selatan, Kepulauan Kuril dikelilingi oleh salah sebuah perairan yang paling berdaya hasil di Pasifik Utara dengan beraneka jenis hidupan laut yang sungguh banyak jumlahnya.

Invertebrat: Tempat pembiakan kelpa yang luas mengelilingi hampir setiap pulau membekalkan habitat yang penting kepada landak laut, moluska dan banyak lagi jenis invertebrat serta pemangsa-pemangsa mereka. Sebilangan besar spesies cumi-cumi di sini dijadikan makanan ruji sebilangan besar mamalia kecil dan burung laut di gugusan ini.

Ikan: Jauh ke luar pesisir pula, ikan-ikan pollock Alaska, kod Pasifik, dan beberapa species ikan sebelah adalah paling penting dari segi komersil. Pada 1980-an, ikan sardin yang berpindah dari Jepun menjadi salah satu sumber ikan yang paling kaya pada musim panas dan dijadikan spesies komersil utama, tetapi industri perikanan sardin runtuh dan menjelang tahun 1993, tiada sardin yang dilaporkan ditangkap, maka ekonomi setempat pun merudum. Sesetengah spesies salmon, terutamanya yang merah jambu dan merah, bertelur dekat pulau-pulau besar.

Anjing laut: Kepulauan Kuril merupakan habitat bagi dua spesies anjing laut bertelinga, iaitu Singa Laut Steller dan Anjing Laut Berbulu Utara; kedua-duanya berkumpul di beberapa pulau yang lebih kecil di seluruh gugusan pada musim panas untuk membentuk salah satu koloni pembiakan yang terbesar di Rusia. Selain itu, juga banyak terdapat Anjing Laut Am subspesies Kuril (Phoca vitulina stejnegeri) dan Largha.

Anjing laut merupakan buruan yang penting buat masyarakat pribumi Kuril, baik sebagai sumber makanan mahupun bahan-bahan seperti kulit dan tulang. Perubahan jangka panjang pada taburan petempatan manusia di kepulauan Kuril dipercayai telah mempengaruhi taburan anjing laut. Dahulu kala, anjing laut bulu sering dieksploitasi demi bulunya pada abad ke-19 dan awal abad ke-20, sehingga pupusnya sama sekali sesetengah koloni pembiakan yang terbesr, misalnya di pulau Raykoke. Berbeza pula dengan anjing laut lain yang agak jarang ditemui di kepulauan Kuril. Sejak 1960-an, kegiatan memburu anjing laut tidak lagi berkembang, maka populasi anjing laut di kepulauan Kuril tampak begitu sihat dan juga meluas, kecuali Singa Laut Jepun yang kini pupus dan pernah mendarat di kepulauan Kuril.

Memerang laut turut dieksploitasi besar-besaran demi bulunya pada abad ke-19. Sememangnya, pemburuan bulu memerang yang bernilai mendorong peluasan Rusia ke pulau-pulau itu sehingga bertembung dengan kepentingan Jepun. Oleh itu, jumlah memerang laut pun susut mendadak. Larangan sama sekali ke atas pemburuan haiwan ini sejak pertengahan abad ke-20 membantu spesies ini berkembang semula, maka kini ia banyak ditemui di seluruh gugusan.

Setasea: Antara haiwan setasea yang paling terkenal di sekitar ialah paus pembunuh, ikan lumba-lumba Pelabuhan dan Dall. Ikan-ikan paus berparuh Baird dan Cuvier, paus Minke, paus sirip, dan paus sperma juga sering kelihatan. Perairan di sekitar dikira sebagai habitat utama Paus sikat Pasifik Utara, salah satu spesies ikan paus yang paling terancam.[5]

Burung laut: Kepulauan Kuril merupakan tempat tinggal buat berjuta-juta burung laut, termasuk Fulmar Utara, Pafin Jumbai, Murre, Kittiwake, Guillemot, Auklet, Petrel, Camar, dan Dendang Air. Di kebanyakan pulau kecil pada musim panas, apabila terdapat banyak pemangsa daratan, hampir semua banggul, ceruk cenuram atau bawah batu tongkol diduduki oleh burung yang bersarang.

Ekologi daratan

Kandungan spesies daratan di kepulauan Kuril dikuasai oleh takson-takson dari tanah besar Asia melalui perpindahan dari pulau-pulau Hokkaido dan Sakhalin, dan juga takson-takson Kamchatka dari Utara. Sungguhpun amat pelbagai, namun endemismenya agak rendah.

Disebabkan saiznya yang kecil dan betapa terpencilnya, tidak banyak mamalia daratan utama yang menduduki pulau-pulau tengah, namun rubah merah dan artik dibawa masuk demi perdagangan bulu pada 1880-an. Sebilangan besar biojisim mamalia daratan dikuasai oleh rodensia yang kebanyakannya dibawa masuk pada zaman dahulu. Pulau-pulau besar di hujung selatan dan utara didiami oleh beruang perang, rubah, dan marten. Juga terdapat beberapa spesies rusa di pulau-pulau selatan. Adalah dipercayai bahawa sejenis kucing liar, iaitu Kucing Ekor Kontot Kuril, berasal dari Kepulauan Kuril. Ekor kontotnya disebabkan oleh mutasi gen yang dominan. Kucing ini telah dijinakkan dan dieksport ke Rusia lalu dibiakkan di sini, sehingga menjadi kucing belaan sukaramai.

Antara jenis burung daratan yang paling kerap ditemui pula ialah raven, alap-alap kawah, ren dan burung goyang ekor.