Der Naturraum Schwarzwald wird unterteilt in die naturräumlichen Untereinheiten:
Der Nördliche Talschwarzwald ist der westliche Randstreifen des Nordschwarzwaldes, der im Osten durch die hohe Stufe des Buntsandsteins, im Westen durch die Bruchstufe des Oberrheins, die durch zahlreiche Talausgänge gegliedert ist, begrenzt wird. Nach Norden bildet das Tal der Murg die Grenze zu den Schwarzwald-Randplatten, nach Süden das Tal der Rench die Grenze zum Mittleren Schwarzwald. Westlich wird er begrenzt durch die Oberrheinische Tiefebene, östlich durch die Gäuplatten.
Der Naturraum Grindenschwarzwald und Enzhöhen bildet das Kernstück des Nordschwarzwaldes. Das Gebiet ist durch hohe Niederschlagsmengen und Hochmoorbildung auf den Hochflächen geprägt. Auf den Bergkuppen sind die sog. Grinden anzutreffen. Sie sind durch Brandrodung mit anschließender Beweidung und Streunutzung der niedergebrannten Waldflächen entstanden.
Die östlich an den Grindenschwarzwald anschließenden Enzhöhen sind nicht so stark zertalt. Hier herrschen Missen und Hochmoore vor. Missen sind noch mineralbodenbeeinflußte, flachgründige Vermoorungen unter Wald. Die Hochflächen wurden im Pleistozän stark durch die letzte Eiszeit geprägt. An den ost- und nordostexponierten Talhängen treten Kare auf, die zum Teil wassergefüllt sind. Der Begriff Kar stammt vom althochdeutschen Wort „Kar" für Gefäß ab. Kare sind große kreisförmige Mulden, die in der Eiszeit von Hängegletschern ausgehobelt wurden.
Der Hochschwarzwald umfaßt die höchste Aufwölbung des Grundgebirges, die um den Feldberg Höhen bis knapp 1.500 m üNN. erreichen. Nach Norden bildet das Elztal die Grenze zum Mittleren Schwarzwald. Nach Westen vermittelt die Bruchscholle des Markgräfler Hügellandes zwischen den mächtigen Erhebungen von Blauen und Belchen und der Oberrheinniederung. Der Südrand wird von abfallenden buntsandsteinbedeckten Bruchstufen, dem Bergland von Weitenau und dem Hotzenwald gebildet. Nach Osten geht der Hochschwarzwald im nördlichen Teil in den südöstlichen Schwarzwald über, im südlichen Teil schließen sich die Muschelkalkflächen des Alb-Wutach-Gebietes an.
Der Südöstliche Schwarzwald gehört zum Grundgebirgsschwarzwald. Im Westen (Hotzenwald, Ldkr. Waldshut) dominieren Gneise und Granite, im Osten tritt der aufgelagerte Buntsandstein (Deckgebirge) an der Oberfläche hervor. Auf den westlichen Hochflächen herrschen zwischen den Wäldern Einzelhöfe mit Grünlandwirtschaft und intensiver Viehzucht vor, auf den östlichen Hochflächen dominieren zusammenhängende Fichten-Wälder.
Im Bereich des Südschwarzwaldes befindet sich der Naturpark Südschwarzwald. Er ist mit 333.000 ha der größte Naturpark Deutschlands. 2001 wurde am Feldberg das Naturschutzzentrum Südschwarzwald eröffnet. Gemeinsam mit der Geschäftsstelle des Naturparks Südschwarzwald e.V. hat es seinen Sitz im Haus der Natur.