წალკის მუნიციპალიტეტის ტერიტორია გეომორფოლოგიური თვალსაზრისით მრავალფეროვანია. პირველი თანრიგის ოროგრაფიული ერთეულებია: სამსრის ქედი, ჯავახეთის ქედი და წალკის ქვაბული.
სამსრის ქედი (ზომები 40X23 კმ) ტერიტორიის დასავლეთ ნაწილში იჭრება. მერიდიანული მიმართულების ქედია, რომელიც აგებულია ნეოგენური და მეოთხეული ანდეზიტის, ანდეზიტ-დაციტის, ბაზალტისა და დოლერიტის ლავებით, ტუფ-ბრექჩიებითა და ტუფებით. ნეოგენური გოდერძის წყება ქმნის ქედის ძირითად ჩონჩხს. მეოთხეული ლავებით კი აგებულია ვულკანური კონუსები, გუმბათები. ქედის მორფოლოგიაში შერწყმულია ტექტონიკური, ვულკანური, ეროზიული, ძველმყინვარული და პერიგლაციალური რელიეფის ფორმები. ქედზე ამართულია მწვერვალი სამსარი (3285 მ), რომელიც ვულკანურ კონუსს წარმოადგენს და ამ კონუსის შიგნით მდებარეობს 3 კმ სიგრძის კალდერა.
მუნიციპალიტეტის ტერიტორიაზე შემოდის ასევე ჯავახეთის ვულკანური ქედის ჩრდილოეთ მონაკვეთი. აგებულია უმთავრესად ბაზალტური ან ანდეზიტ-ბაზალტური ლავებით, რომლებსაც ვრცელი ტექტონიკური ძალებით თაღისებურათ ამობურცული განფენები წარმოუქმნია. ქედის რელიეფი შედგება ტექტოგენურ-ვულკანური, ვულკანური და პერიგლაციური ფორმებისაგან. ჯავახეთის ქედზე ამართულია მწვერვალები: დალიდაღი (2661 მ), ბიქეთი (2277 მ), ჭიქიანი (2415 მ) და სხვ. დალიდაღსა და ჭიქიანს შორის მდებარეობს თიქმათაშის უღელტეხილი (2150 მ).
მსხვილი ოროგრაფიული ერთეულია აგრეთვე წალკის პლატო ქვაბული. ჩრდილოეთიდან შემოზღუდულია თრიალეთის ქედის შუა ნაწილით, დასავლეთით ესაზღვრება სამსრის ქედის ჩრდილოეთ ნაწილი, სამხრეთით საზღვრავს ჯავახეთის ქედი. წალკის პლატო აგებულია ნეოგენური დოლერიტული ლავებითა და ტბიურ-მდინარეული ნალექებით. წალკის პლატოს სიმაღლე ცვალებადობს 1500 მ-იდან 1900 მ-მდე. წალკის პლატო ქვაბული იყოფა პატარა ქვაბულებად (ბეშთაშენის, ქიარაკის, ბარმაქსიზის, ბაშკოვის) და მცირე სიგრძის სერებად (წალკის, ბეშთაშენის, ქარსუს, ტაშბაშის).
წალკის სერის ჩრდილოეთ ნაწილში განედური მიმართულებით გაჭიმულია თრიალეთისძირა დახრილი ალუვიური ვაკე, რომლის ფორმებიც შეპირობებულია თრიალეთის ქედის შუა ნაწილიდან ჩამომავალი პატარა მდინარეების ვულკანური და ტექტონიკური შეგუბებით. თრიალეთისძირა ვაკე აგებულია პლიოცენ-მეოთხეული რიყნალებითა და ქვიშებით. იგი დაყოფილია ორ ნაწილად: რეხის ქვაბულად და კაბურის ვაკედ.
წალკის მუნიციპალიტეტის ტერიტორიაზე მდებარეობს ასევე ჭოჭიანის ლავური პლატო, რომელიც წალკის ქვაბულის სამხრეთ-აღმოსავლური ნაწილისაგან გამოყოფილია დაშბაშის სერით და ძირითადად ვრცელდება მდინარე ხრამის მარჯვენა სანაპიროზე. იგი მხოლოდ თავის ჩრდილო ნაწილში გადადის ხრამის მარცხენა სანაპიროზე. ჭოჭიანის პლატო აგებულია პლეისტოცენური ანდეზიტ-ბაზალტებით. გაკვეთილია ხრამისა და მისი მარჯვენა შენაკადის ჭოჭიანის კანიონისებრი ხეობებით. ხრამისა და ჭოჭიანის ხეობათა ჩაჭრის სიღრმე 300-500 მ-ს აღწევს. ხრამისა და ჭოჭიანის ხეობები თავისი უდაბლესი ფსკერისპირა ნაწილებით გრანიტულ მასივს სჭრიან, კრისტალურ საფუძველზე გადაფარებულია ანდეზიტ-ბაზალტური ლავის ქარაფებში ხელოვნურ და ნახევრად ხელოვნურ გამოქვაბულთა ჯგუფებია (მაგ., ეძანის გამოქვაბული), რომლებსაც წარსულში სამხედრო დანიშნულება ჰქონდათ. სოფელ დაშბაშის კიდეზე არის ღრმა ნაპრალები.
წალკის მუნიციპალიტეტს მიეკუთვნება ასევე თრიალეთის ქედის სამხრეთი კალთა, რომელიც დანაწევრებულია მდინარეებით: ბეშთაშენით, გუმბათის და მათი შენაკადების ხეობებით. აღსანიშნავია ბეშთაშენის, ქიარაკის, ავრანლოს, აშყალის და ტაშბაშის ღრმა კანიონები.