La península tiene por límites: La cordillera Olímpica, la segunda más grande del estado de Washington, se encuentra en el centro de la península y su pico más alto es el monte Olympus (2.432 m).
Cuatro ríos están represados formando importantes embalses: los lagos Aldwell, Mills, Cushman (16,2 km²) y Wynoochee.
La península tiene muchas áreas naturales protegidas, como el parque nacional Olympic, el bosque nacional Olympic o los parques estatales de Anderson Lake, Bogachiel, Dosewallips, Fort Flagler, Fort Worden, Kitsap Memorial, Lake Cushman, Manchester, Mystery Bay, Old Fort Townsend, Potlatch, Sequim Bay, Shine Tidelands y Triton Cove.
Frente a la costa oeste se encuentra también la Washington Islands Wilderness.
Desde Olympia, la capital del estado, la ruta 101 discurre a lo largo del borde sur de la península Olímpica y llega hasta las costas occidental y septentrional.