De la orografía de este municipio, marcado por el fuerte vigor del relieve, cabe destacar el pico Jano, de 1.290 m, cumbre desde la que se pueden observar magníficas panorámicas del valle. Otros picos de montaña localizados en este municipio son Los Agudos (1.227 m) y Obios (1.222 m).

La abrupta topografía de la zona ha salvaguardado de la deforestación al monte Vaocerezo y Puñagro, en Pujayo, en cuyas 1.064 has dominan las hayas y los robles. Tanto este monte como los de Picayo y La Hoz (244 ha), pertenecientes a Pie de Concha y Bárcena, y los de Ano Braña y Cubanón (1.112 ha), en la localidad de Bárcena de Pie de Concha, están incluidos en el Catálogo de Montes de Utilidad Pública de la comarca del Besaya.

Ríos. La cuenca hidrográfica del Besaya, uno de los principales ríos de Cantabria, atraviesa todo el municipio de Bárcena de Pie de Concha, surcando las agrestes hoces de Bárcena, que constituyen uno de los pasos naturales entre los valles de Iguña y Campoo, así como el acceso principal desde la meseta castellana a Cantabria tras la construcción en el siglo XVIII del Camino Real. Estas gargantas, con sus marcados relieves rocosos de areniscas rojas del periodo Triásico, parcialmente cubiertos por robledales autóctonos y pinares de repoblación, tienen gran interés natural y paisajístico.

Además del Besaya, varios de sus afluentes discurren por el terreno hasta unirse con él. Así, por el margen derecho se localiza el río Torina, con un recorrido de 6,5 km, cuyo caudal queda regulado por el embalse de Alsa, mientras que por la zona centro del municipio y hasta fundirse con el Besaya discurre el río Bisueña, uno de sus afluentes más importantes. La cabecera del municipio la surca el río Galerón, dejando a su paso el pueblo de Pujayo.