海勃湾区位于鄂尔多斯高原的西北部乌兰布和沙漠南缘的中山丘陵、河谷及部分平缓起伏区内。整个地势是东南髙，西北低。东南部以丘陵山地为主，西北部较为开阔平坦，平均海拔1100米。根据海勃湾地区的地貌成因，分为剥蚀地貌、堆积地貌、侵蚀地貌和风成地貌四类地貌区。