Hauptsächlich der östliche Abschnitt der Halbinsel Wagrien, die zwischen der Kieler Bucht und der Lübecker Bucht in die Ostsee ragt und Teil des Schleswig-Holsteinischen Hügellands ist, gehört zum Kreisgebiet. Die Vogelfluglinie umfasst auch die vorgelagerte Insel Fehmarn, die durch die Fehmarnsundbrücke mit dem Festland verbunden ist. Im Westen befinden sich Plön und Segeberg, im Süden die kreisfreien Städte Lübeck und Stormarn. In der Nähe von Schönwalde befindet sich der Bungsberg, der die höchste Erhebung mit einer Höhe von 168 Metern über dem Meeresspiegel darstellt. Die tiefste Kryptodepression Deutschlands befindet sich im Seegrund des Hemmelsdorfer Sees, der 39,10 Meter unter dem Meeresspiegel liegt. Ostholstein gehört zur Europaregion Fehmarnbelt und dem dänischen Storstrøms Amt. In dieser Region werden besonders grenzüberschreitende Projekte unterstützt.
| Großer Eutiner See | Hecht, Flussbarsch, Zander, Brachse, Karpfen |
| Kleiner Eutiner See | Hecht, Flussbarsch, Aal, Karpfen, Brachse |
| Ukleisee | Hecht, Flussbarsch, Karpfen, Rotauge, Zander |
