Tên của vườn quốc gia lấy từ tên sông băng Vatnajökull là sông băng lớn nhất châu Âu ngoài Bắc Cực với diện tích bề mặt là 8.100 km2.[2] Sông băng có bề dày là từ 400–600 mét, và lên tới 950 mét, bao phủ một số ngọn núi, thung lũng và cao nguyên. Thậm chí nó còn bao phủ một số núi lửa đang hoạt động ở khu vực trung tâm, trong đó có cả núi lửa lớn nhất Bárðarbunga và núi lửa hoạt động mạnh nhất là Grímsvötn. Sông băng nằm ở khu vực có độ cao từ 2000 mét xuóng đến -300 mét so với mực nước biển. Không nơi nào ở Iceland ngoại trừ khu vực sông băng Mýrdalsjökull có lượng mưa rơi nhiều như ở khu vực phía nam Vatnajökull. Trên thực tế, rất nhiều nước ngọt hiện đang được tích trữ ở Vatnajökull, đến nỗi sông Ölfusá là sông có dòng chảy lớn nhất Iceland cùng cần hơn 200 năm để đưa hết lượng nước này đổ ra biển.

Khung cảnh bao quanh sông băng vô cùng đa dạng. Hướng về phía bắc, cao nguyên bị chia cắt bởi những dòng sông băng, với tốc độ dòng chảy mạnh hơn vào mùa hè. Các núi lửa nằm trên khu vực này là Askja, Kverkfjöll, Snæfell và cả Herðubreið. Hẻm núi Jökulsárgljúfur ở phía bắc của cao nguyên này bị khắc sâu bởi các khối băng hà khổng lồ từ lâu, bên trên thung lũng là thác nước Dettifoss hùng vĩ. Cảnh quan đá Hljóðaklettar và các vách đá cong hình móng ngựa của thung lũng Ásbyrgi được tìm thấy ở phía bắc của vườn quốc gia.

Các vùng đất ngập nước rộng và phạm vi mở rộng của nó dễ dàng phân biệt nằm gần các khu vực sông băng và xa hơn về phía đông, xung quanh Snæfell. Những khu vực này là môi trường sống quan trọng của tuần lộc và ngỗng chân hồng.

Phía nam của Vatnajökull đặc trưng bởi những rặng núi cao, hùng vĩ, với các dòng sông băng giữa các ngọn núi trên vùng đất thấp. Phần cực nam của sông băng bao phủ ngọn núi lửa Öræfajökull và đỉnh Hvannadalshnjúkur là đỉnh núi cao nhất của Iceland. Được bao bọc bởi những sông băng cao, ốc đảo thực vật của Skaftafell nhìn ra bãi cát đen tích tụ lại ở phía tây bởi sông Skeiðará. Những bãi cát này chủ yếu bao gồm tro núi lửa sau những trận phun trào của Grímsvötn và được đưa đến bờ biển bởi băng lũ.

Hoạt động núi lửa đáng kể là đặc trưng cho phong cảnh phía tây Vatnajökull, nơi diễn ra hai vụ phun trào dung nham lớn nhất thế giới vào thời điểm nó diễn ra, tại Eldgjá năm 934 và Lakagígar 1783-1784. Vonarskarð nằm ở phía tây bắc sông băng là một khu vực địa nhiệt đầy màu sắc.