Yıldız Dağları, Trakya'nın Karadeniz kıyılarına paralel olarak, Bulgaristan'ndan İstanbul iline kadar yaklaşık 300 kilometrelik bir dağ zincirinden oluşmaktadır. Bu zincirin en yüksek noktası Kırklareli ilinde bulunan yaklaşık 1.031 metrelik Mahya Dağı zirvesidir. Bulgaristan'da bu dağlar Strandzha adıyla anılmaktadır.
Kırklareli’nin kuzeybatı-güneydoğu yönündeki Yıldız Dağları’nın asıl ana noktalarını jeolojik yönden granit ve gnayslar oluşturur. Bunun üzerinde de kristalen yüzeyler yer alır. Orta yükseklikte bir dağ sırası olan Yıldız Dağları'nın en yüksek bölümü Kırklareli ile Demirköy arasındadır. Bu bölümdeki büyük ve küçük Mahya Dağları 1.031 m. ye ulaşır. Kırklareli-Demirköy hattının kuzeybatısına doğru da yükselti azalır. Buradaki başlıca yükseltiler, Fatmakaya Tepesi (901 m.), Sivritepe (851 m.), Kaletepe (846 m.), Dalyantepe (725 m.), Bocalar Tepe (680 m.), Karakoltepe (719 m.), Yeltepe (618 m.), Çavuştepe (726 m.) ve Topkoru Tepe’dir (592 m.).
Yıldız Dağları kuzeyden Karadeniz’e dökülen, güneyde de Ergene’ye ulaşan akarsularla parçalanmıştır.
İlin dağlık kesimini meydana getiren Kırklareli-Demirköy dışında kalan alanlar, Ergene Havzası’na doğru alçak platolara dönüşür. Bu platolar yer yer parçalanmış ve yarılmıştır.
İl topraklarının kuzeyinde yer alan platolar, Yıldız Dağları ile Karadeniz kıyı kuşağı arasında çeşitli yüksekliklerden meydana gelmiştir. Bu kesimde Limanköy Platosu ve Demirköy Platosu bulunmaktadır. Bunlardan Limanköy Platosu Karadeniz’e eğimli alanların kuzeydeki bölümüdür. Düz olan bu plato denize yaklaştıkça dik kayalıklara dönüşür. Bu plato kuzeyde Bulgaristan-Türkiye sınırını oluşturan Rezve Deresi ile ikiye bölünür.
Platosu ise İğneada Havzası’nın batı ucunda yer alır. Granit bir yapı gösteren bu alan da Karadeniz’e açık olduğu gibi derelerle parçalanmıştır.
Güney platolar Ergene Havzası ile Yıldız Dağlarının yüksek kesimleri arasındaki yöreyi kaplar. Ergene Irmağı’nın kolları ile parçalanmış olan bu kesimde çok sayıda düzlükler bulunmaktadır. Aynı zamanda da derin vadilerle yarılmıştır.
