W północnej części znajdują się pagórki moren czołowych, uszeregowane w trzy pasma: północno-, środkowo- i południowowąbrzeskie, zaliczane do subfazy krajeńskiej zlodowacenia bałtyckiego. Południowa cześć regionu nosi cechy deglacjacji powierzchniowej, tzn. przeważają moreny martwego lodu, kemy i ozy. Z morenami wąbrzeskimi związane są sandry: chełmiński, wąbrzeski i jabłonowski. Wysokości wysoczyzny nad poziomem morza na ogół nie przekraczają 120 m, najwyższe wzgórze na północny wschód od Wąbrzeźna osiąga wysokość 134 m.
Na Pojezierzu występuje ok. 100 jezior, lecz są to akweny niezbyt duże. Największe są: Jezioro Chełmżyńskie (ok. 3 km², głeb. 27 m), Wieczno I (ok. 1,5 km²) i Wieczno II (ok. 2 km², głęb. 4 m), powstałe z podziału jednego zbiornika wodnego.
Pojezierze Chełmińskie jest regionem słabo zalesionym z przeważającą obecnością pól uprawnych. Przeważają brunatnoziemy na glinach zwałowych lekkich, częściowo również ciężkich oraz bielicoziemy na piaskach sandrowych.
Region przecina kilka szlaków kolejowych: Toruń-Olsztyn przez Kowalewo Pomorskie, Toruń-Malbork przez Chełmżę, Bydgoszcz-Brodnica przez Chełmżę oraz Grudziądz-Brodnica przez Jabłonowo Pomorskie.