อุทยานแห่งชาติหาดวนกรประกอบด้วยพื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศแบบที่ราบแนวชายฝั่งทะเลและแนวชายฝั่งยกตัว มีระดับความสูงเฉลี่ยจากระดับน้ำทะเลปานกลางตั้งแต่ 0-5 เมตร ลักษณะพื้นที่ค่อยๆลาดลงเป็นพื้นที่ค่อนข้างราบเรียบ จนถึงราบเรียบ (Slightly undulating to nearly level) มีเกาะเล็กๆ 2 เกาะ เรียกว่าเกาะจานและเกาะท้ายทรีย์ ซึ่งทั้งสองเกาะ เชื่อมติดกัน ลักษณะทางธรณีของเกาะเป็นหินอัคนีและหินทราย มีแนวชายหาดทรายสั้นๆ ลักษณะของทรายค่อนข้างละเอียดเกิดจากเศษซากปะการัง ที่เหลือเป็นแผ่นดิน ลักษณะของพื้นที่ที่เป็นแผ่นดินจะลาดลงจากทิศตะวันตกมาทางทิศตะวันออก ทำให้ทางด้านทิศตะวันตกมีความลาดชันมากกว่าทางทิศตะวันออก