Как и другие острова архипелага, Кауаи имеет вулканическое происхождение. Высшей точкой острова является гора Каваикини, высота которой составляет 1598 м над уровнем моря.
Вторая самая высокая точка Кауаи — гора Ваиалеале, её высота 1569 м. Восточные склоны этой горы являются одним из самых дождливых мест в мире. Среднее количество атмосферных осадков здесь составляет 11 684 мм в год, что является одним из мировых рекордов. В Книгу Гиннесса занесён дождь, продолжавшийся на этом острове 247 дней без перерыва, с 27 августа 1993 года по 30 апреля 1994 года
Большое количество осадков способствует водной эрозии. Водные потоки прорезали в горах глубокие каньоны со множеством водопадов. На западной оконечности Кауаи, в месте где расположен населённый пункт Ваимеа, в океан впадает река Ваимеа, которая образует Каньон Ваимеа — один из наиболее живописных каньонов в мире. Каньон является частью парка штата Ваимеа-Каньон. Население острова по состоянию на 1 июля 2016 года составляет 72 029 ч