乌海市位于鄂尔多斯高原西北部的黄河之滨，属山地、丘陵、河谷及平缓起伏的沙漠地区。东部的桌子山、中部的甘德尔山和西部的五虎山，呈南北向带状延伸。中间为宽谷沟地和古河谷洼地，乌达区北部为乌兰布和沙漠边缘区。地势东南高、西北低，东南部以丘陵、山地为主，西北部较为开阔平坦。根据乌海市的地貌成因可分为侵蚀地貌、剥蚀地貌、堆积地貌和风成地貌4类地貌区。
中低山区，分布于桌子山、甘德尔山、千里山区，是以构造侵蚀作用为主而形成的地貌形态。受燕山和喜山构造运动的影响，前第三纪岩层褶、断抬升山体隆起，主要由前寒武系片麻岩、石英砂岩、花岗岩和古生界石灰石、砂岩和页岩组成。因岩性和构造不同，受侵蚀后的山体高低、陡缓和形态各异。桌子山、甘德尔山一带，区域内地形切割强烈，灰岩区多呈桌状单斜山，变质岩区山顶多呈浑圆状，山体近南北走向，山势陡峻，坡度一般为30~70度。海拔标高1400~2000米，桌子山主峰最高达2149.4米，甘德尔山北端的蒙古山尖峭山峰高达1805.2米，山区地形起伏变化较大，相对高差达300~800米。山峰多数地段西坡相对较缓，坡度30~40度，东坡常形成陡峭的断层崖或侵蚀陡壁。沟谷呈“V”字形发育，切割深度多为150~250米，谷底坡降最大可达20%。千里山一带，受强烈切割，山体较零乱，山顶多呈穹形或浑圆状，海拔标高1350~1550米，相对高差250~500米，山势较陡，坡度30?50度。沟谷发育多呈“V”字形，切割深度50?150米，局部沟谷的谷底较平坦，坡度降为3%?10%。
低山丘陵带，分布在凤凰岭、额热格腾乌拉、五虎山地带，由古生代石灰岩、砂岩、页岩和部分前寒武系变质岩、石英砂岩组成，主要山体近南北走向，多呈构造推覆山脊、单面山、断层崖地貌，山麓地带则为侵蚀剥蚀丘陵地貌，海拔标高1250~1550米，地形相对高差为100~300米。沟谷较发育，呈“U”字形及部分“V”字形谷，切割深度20~100米。
剥蚀丘陵、残丘，丘陵连续性差，山顶呈浑圆状、圆状及部分长梁状，分布于桌子山西、南麓，老石旦、公乌素、五虎山西北一带，主要由石炭、二叠系砂岩、页岩和含煤地层组成，海拔标高1200?1350米。沟谷较发育，多呈“U”字形谷，切割深度为20~50米，沟底高度20?40米。剥蚀残丘，零星分布于骆驼山、巴彦苏计一带，丘顶呈馒头状，沟谷不甚发育，多呈“U”字形谷和箱形谷，切割深度为5~10米，谷底宽为30~50米。
剥蚀桌状平台，主要由第三系黏土、砂岩及砂砾岩组成，分布在千里山西麓，老石旦、乌达西等地，标高1180~1300米，桌状平台局为10~20米，平台面略向黄河倾斜，倾角2度左右。沟谷多呈箱状，切割深度15米左右，谷底宽30~70米。
【此处为插图】矿山
主要有山前倾斜平原、冲积平原和山间洼地。
山前倾斜平原，分布于东、西部山前，主要由第四系洪、冲积砂砾石、砂和砂土组成，面积较大，呈长条状分布、南北向延伸，地形微向黄河缓倾，近山前及沟口处倾角较大，部分沟口形成冲洪积扇。平原上东西向冲沟发育，沟谷多呈箱状，部分呈“U”字形，谷底宽30~230米，切割深3~20米，近山浅、远山渐深且陡，穿越阶地至黄河两岸。该类平原在海勃湾区宽度0.5~12.5千米，坡度1~5度，海拔1070~1200米。在海南区宽度1000~6000米，坡度1~7度，海拔1080~1155米。在乌达区宽度2000~8000米，坡度1~8度，海拔1210米。海勃湾和乌达城区位于此类平原之上，部分地带已开垦为农田。
冲积平原，位于黄河东、西两岸，主要由第四系更新统及部分全新统冲积砂土、砂砾石和淤泥物质组成，地形微向黄河倾斜，沿黄河两岸呈带状延伸，构成黄河河漫滩及一、二级阶地，局部被流水侵蚀切割，或被山前倾斜平原所覆盖。海勃湾区一级阶地阶面宽度50~2100米，高出黄河水位2~3米，坡度1~3度，海拔标高1065~1079米，相对高差3~5米。二级阶地高出一级阶地5~10米，阶面宽度300~1200米，坡度1~5度，海拔标高1079~1100米，相对高差10~20米。乌达区一级阶地高出黄河水位2~4米，阶面最宽达2.5千米，一般为240~400米，海拔标高1070~1080米。二级阶地高出一级阶地5~10米，阶面宽度300~3000米。海南区一级阶地宽度1000~6500米，坡度1~7度，高出黄河水位5~8米，海拔标高1080~1090米，相对高差1~5米。二级阶地与山前倾斜平原的前缘相连，高出一级阶地2~4米，阶面宽度250~850米，坡度1~5度，海拔标高1090~1119米，相对高差5~20米。
山间洼地，位于桌子山和甘德尔山之间，上覆第四系冲洪积砾石、砂砾石、细砂和黏土，部分地带有二叠系砂页岩组成的残丘分布，洼地表面较平坦，呈带状南北延伸，东西两侧较高，向中间地带缓倾，海拔标高1160~1300米。洼地向西南与老石旦东梁山前平原相连，往北与海勃湾区东山南部山前倾斜平原相接，南北长度30千米，东西宽度2000~6000米。海南区城区即位于此洼地南部。
分布于乌达区以北（即乌兰布和沙漠的东南缘）、甘德尔山西北麓和王元地东北一带，其组成物质为第四系全新统风积粉细沙。形成主要地貌形态有平沙地、沙丘链、新月形沙丘沙山。
平沙地主要分布在乌达区北部附近地带，厚2~10米，多为活动平沙地，部分低洼处有小型半固定沙丘，有植物生长。
沙丘链、新月形沙丘分布于王元地东北和王元地至下海勃湾黄河以西，呈北东一南西分布，丘高为5~50米，多为活动沙丘。王元地包兰铁路两侧多为半固定沙丘，沙丘及周围有少量耐旱植物生长。后摩尔沟西的金沙湾部分沙山高达100米左右。千里山钢铁厂到新地一带多为浑圆状固定沙丘和平沙地。