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발칸 반도는 대부분이 산악지대이다.

주요산맥은 루마니아에 있는 카르파티아 산맥, 불가리아에 있는 발칸 산맥(스타라 플라니나)과 로도페 산맥, 그리스에 있는 핀두스 산맥이다. 아드리아 해를 따라 슬로베니아에 있는 줄리안알프스로부터 알바니아, 세르비아, 몬테네그로 국경까지 뻗어 있는 디나르알프스는 높이가 해발 2,400m에 이른다. 디나르알프스의 지맥이 반도 중앙부에 있는 모라바-바르다르 강 유역을 향해 내륙으로 뻗어 있고, 알바니아를 가로질러 그리스 반도 중부까지 계속 되는 핀두스 산맥으로 이어져 있다.

해발 1,824m에 달하는 핀두스 산맥은 서쪽 지중해에서 발생한 비를 동반한 바람이 동쪽의 비옥한 테살리 분지로 가는 것을 방해한다. 루마니아에서 남쪽을 향해 뻗은 카르파티아 산맥은 서쪽의 비교적 덜 비옥한 트란실바니아 고원분지와 왈라키아·몰도바 충적평야들 사이에 놓여 있다. 이 산맥의 절반에 해당하는 저지대 부분은 남쪽으로 휘어져 도나우 강을 가로지르고, 동쪽으로 방향을 틀어 불가리아를 지나면서 발칸 산맥으로 이어진다.

발칸 산맥은 여러 지맥과 함께 세르비아와 몬테네그로 남동부 및 불가리아 남서부로부터 그리스 북부까지 남쪽을 향해 뻗어 있다. 로도페 산맥은 불가리아-그리스 국경과 나란히 동서방향으로 뻗어 있다.

남북으로 뻗어 있는 산맥이 장벽을 이루기 때문에 반도 대부분의 지역에서는 연강우량이 500㎜에 그친다. 강우량은 여름에 많은 비가 내리는 북부와 중부 일부 지역을 제외하고 대체로 겨울에 많은 편이다. 그리스 동부, 불가리아, 루마니아에서는 가뭄이 자주 든다. 고도나 바람을 받는 정도에 따라 차이가 있지만 일반적으로 지중해성기후가 반도 전역에서 지배적이며 반도 북부·중부 지역에서 중앙 유럽의 대륙성기후 현상을 볼 수 있다. 평균기온은 겨울이 7℃, 여름이 21℃이다.

발칸 반도 동부는 도나우 강에 의해 흑해와 연결된다.

세르비아 북부를 흐르는 사바 강과 동부를 흐르는 모라바 강이 도나우 강의 지류이며 보스니아-헤르체고비나를 흐르는 네레트바 강은 남쪽으로 흘러 아드리아 해로 들어간다. 발칸 반도에 있는 다른 주요한 강들은 불가리아의 마리차 강, 알바니아의 드린 강, 그리스의 바르다르 강 등으로 모두 남쪽 및 동쪽으로 흐른다. 소규모 호수들이 그리스 북부지역에 산재해 있으며, 큰 호수인 오흐리드 호와 프레스파 호가 알바니아·그리스·몬테네그로의 국경선 근처에 있다.

발칸 반도의 북부와 중부 지역의 산림은 고도 약 1,520m까지 낙엽성 수림이고 그 이상부터 침엽수림이다.

또한 고도가 1,824m 이상 되는 곳부터 삼림 대신 떨기나무, 풀, 빽빽하게 자란 방석 모양을 이루는 풀 등이 자라고 있다. 남부와 서부 해안지역에서는 상록수, 여러 가지 지중해성 수목·관목 등이 흔하게 자라며 좀더 고도가 높은 곳에 참나무 숲과 침엽수림이 있다. 그러나 반도 전역에 걸쳐 우거진 산림의 상당 부분은 사람들의 거주로 인해 파괴되고 있다.

지중해의 포유동물 가운데 남부와 서부 해안지역에서 발견되는 것으로 자칼·염소·호저, 여러 종의 박쥐 등이 있다.

중부 유럽에 서식하는 포유동물 가운데 스라소니·살쾡이·담비·늑대·여우·곰 등은 반도 내륙에서 볼 수 있다. 뻐꾸기와 여러 솔새류는 지중해의 조류이며 중부 유럽의 조류로 푸른머리되새, 나무타기새류, 지빠귀과 새, 아퀼라 헬리아카 같은 맹금류, 여러 가지 매·수리류 등이 있다. 강과 호수에는 잉어, 바르부스속(屬) 어류, 작은 연어류, 유럽메기 등이 서식한다. 그밖에도 식물에 피해를 입히는 곤충으로 독나방류와 여러 가지 종의 메뚜기가 있다.

갈탄이 세르비아·불가리아·그리스·루마니아에 풍부하게 매장되어 있다.

석유와 천연 가스는 주로 루마니아에서 추출되지만 세르비아·알바니아·터키에서도 매장지가 발견되고 있다. 보크사이트는 주로 그리스에서 채취되며 금은 세르비아에서 소량 생산된다. 구리는 세르비아·불가리아·터키에서, 니켈은 그리스와 알바니아에서 생산된다.