İlde çok sayıda küçük dere vadisi vardır. Ovalar genellikle akarsuların yığıntılarıyla oluşmuş küçük alüvyal düzlükler niteliğindedir. Karadeniz'e dökülen akarsuların oluşturduğu vadiler, Kocaeli yarımadasının yeni bir biçim almasına yol açan tektonik hareketlerin öncesinde ortaya çıkmış, buna karşılık Marmara Denizi'ne dökülen akarsu vadileri bu hareketlerin sonrasındadır.
Kocaeli Yarımadası'nın bugünkü biçimi, İzmit Körfezi ve Sapanca Gölü gibi tektonik çöküntüler, Karadeniz gibi çanaklaşmalar ve deniz yüzeyindeki değişmelerle belirlenmiş yarımadanın kıyı kesimlerinde denize taraçalar oluşmuştur. Bu arada akarsuların aşağı çığırlarında da genişleyen alüvyal dolgu tabakalar ve kıyı birikim kuşakları oluşmuştur. Daha öncede belirtildiği gibi yarımadadaki su bölümü çizgisi, İzmit Körfezi'ne çok yakın bir kesimden geçmektedir.
İzmit Ovası, Kocaeli'deki önemli düzlüktür. İzmit ovası, İzmit Körfezi ile Sapanca Gölü arasındaki çöküntü oluğunda yer almaktadır. Ovanın Körfez'e yakın kesimlerinde yer yer bataklıklara rastlanır. Ayrıca İzmit Körfezi'nin kıyılarında akarsuların oluşturduğu bir takım alüvyal düzlükler ve deltalar vardır. Bunlardan biri Tavşancıl deresi'nin İzmit Körfezi'ne döküldüğü kesimdeki delta düzlüğüdür. Bu delta, rüzgar ve denizin etkisiyle doğu yönünde genişlemiştir. Düzlüğün denize yakın kesimi, orta kesimine oranla daha yüksektir. İzmit Körfezi'nin güneyinde de bir takım delta düzlükler vardır. Kocaeli il topraklarının alüvyal birikim alanlarından biri olan İzmit-Yarımca piedmont şeridi ise bu kesimde denize dökülen kısa ya da daha çok sel nitelikli akarsuların yüklerini taşımayarak depolamaları sonucu oluşmuştur. Akarsuların yüklerini taşıyamamalarının nedeni, İzmit Körfezi kıyılarına bugünkü şeklini veren kuzey-güney doğrultusu fay çizgisidir. Akarsular fay çizgisinin oluşturduğu eğim kırıklarından etkilenmiştir. İzmit -Yarımca piedmont kuşağının en geniş olduğu kesim, 5 km'yi bulan Tütünçiftlik yöresidir. Bu kuşak doğuda İzmit'e doğru gidildikçe daralır.