Düzce ilinin batı ucunda yer alan Gölyaka’nın yüzölçümü 219.983 km2’dir. İlçe, kuzeyde ve güneyde bulunan Bolu ve Köroğlu Dağlarının uzantısı olan sıra dağlar arasında yer almaktadır.
Güneydeki dağlar daha yüksek olduğundan ilçenin güney kesimi yüksek dağ kitlesi ve ormanlık alanlar ile kaplıdır. İlçenin kuzey bölümü kuzeye doğru genişleyen bir ovadır ve bu ova Düzce Ovası ile bitişik durumdadır. İlçeyi Düzce Ovası’ndan ayıran Büyük Melen Irmağı ve Efteni Gölü’dür.
İlçe Merkezi Efteni Gölü’nün batısında düz ovada kurulmuş olup, rakımı 100 metre civarındadır. Yerleşim durumu olarak ova kısımları düz, dağlık ve yüksek kısımları topografik yapı olarak dik bir eğime sahiptir. Arazi yapısı olarak genellikle kumlu-killi ve yer yer mil karışımı alüvyonlu topraklardan ve çok sulak gevşek bir yapıya sahiptir.
Gölyaka su kaynakları bakımından Düzce’nin en zengin ilçelerinden biridir. İlçenin şu göller bulunur: Efteni Gölü, Kara Göl, Sarı Göl, Cılbız Kuyusu, Gölcük, Kuru Göl ve Katır Gölü. Gölyaka yaylaları açısından da zengindir. Pürenli, Kardüz, Yanık, Unluk ve Kızık yaylaları en başta gelen yaylalarıdır. Bu yaylalar yayla turizmi açısından gelecek vaadetmektedir. Özellikle de Kardüz yaylası kış sporları ve turizmi için geleceğin merkezleri arasında gösterilmektedir. Melen Irmağı ve Aksu Çayı’da Gölyaka’nın ırmaklarından en başta gelenleridir. Bu ırmaklarda balıkçılık sporu yapılmaktadır.
Gölyaka bütün bu güzelliklerinin yanı sıra ormanlarıyla da doğanın tüm güzelliğini sergiler. Başlıca ormanları şunlardır. Karamahmut, Keltepe, Güney, Çamlık, Koruluk, Büyük ve Küçük Balkaya, Karadağ, Mercantepe, Emeksiz, Konaş Sağlamsu, Unluk ve Baltepe.
İlçe Kuzeydoğu Anadolu aktif fayı üzerinde bulunduğundan 1. derecede deprem bölgesidir. 17 Ağustos depreminde ilçede derin çatlak ve yarıklar oluşmuş yer yer kaymalar meydana gelmiştir. Bunun en büyük nedenlerinden biri fayın üzerinde oluşudur. Diğeri ise toprak yapısının sulak oluşudur.
