本县地貌复杂,有川有原有山。地貌基本为南北高中间低的不对称“U”型地形,大体呈东西向延伸。地形起伏较大,渭河出境在青化与扶风交界之处,是本县最低点,海拔442米,与最高点太白山次高峰之间相差3325.2米。县城南半部为东西走向的秦岭山脉,山势陡峭,群峰壁立。北半部是东西横贯的渭河及其谷地。
在地质史上,距今约23亿年的太古代,本县是一片汪洋大海。元古代以后,因长期处于地壳构造上升区,经历了多次造山运动,太白山体急剧上升,渭河谷地迅速下陷,构成了全县南高北低一面坡的地质与地态基础。在漫长的年代里,地堑中逐渐布满新生代的沉积物,第四纪时期,风力吹来厚层黄土,覆盖于沉积物之上,形成渭河两岸的黄土台原。
按自然类型,地貌分为秦岭山区及渭河平原两大部分。渭河平原标高在450—800米之间,秦岭山区标高在800米以上,最高达3767米。从太白山东北的3767米的秦岭主峰,向东到一脚踏三县的2824米高峰,向北到渭河平原,南北宽15—20公里,东西长20—32公里。渭河的支流均发源于秦岭北坡,源短流急,汇万山之水,沿着布满巨石、砂砾的河床,由南向北流入渭河,将渭河南岸阶地及黄土台原切割得支离破碎,沟谷相间,形成秦岭渭河间的所谓“指状黄土梁原”。渭河平原属断陷盆地,呈东西向伸展,南北高,中部偏低,渭河道最低,东西方向为西高东低。南北宽约10—15公里,东西长约34公里。西边与岐山县交界处标高500米,东边与周至县交界处标高450米,高差50米。南边与山区交界的斜峪关、营头、汤峪口一带标高800米左右。渭河以北的杨家原、尧上原一带标高为630米左右。从渭河到北原高差130余米。全县呈现“七河九原一面坡,六山一水三分田”的错综复杂的地貌形态。
依据地貌特征、地质结构和地面组成物质等,全县可分为秦岭山地、黄土梁原、山前洪积冲积平原、渭河冲积平原和渭北黄土台原五种地貌类型。
秦岭山地 包括境内海拔700米至太白山分水岭以下的秦岭北坡山地区域。地貌特点是万山林立,河谷密布,坡陡谷深,水流险急,基岩外露,土层很薄。海拔3350米以上为古冰川侵蚀的亚高山地貌;海拔1300—2600米区域在山地中占据面积最大,地形变化复杂,为秦岭北坡侵蚀剥蚀的中心地貌;海拔700—1300米区域,山势平缓,地形破碎,表面为黄土覆盖,坡地农田及林果分布其间,为侵蚀剥蚀的低山丘陵地貌。
黄土梁原 包括青化、万家原、武家堡、楼观原、长坳、小法仪、大法仪、金宁及第五村诸原,均为渭河支流切割成的黄土梁原。其南部近山处,黄土层下有山前洪积冲积的砂砾石层。北部近渭河处,积底组成物质主要是下更新世河流相或湖相卵石、砾石、粗细砂、亚砂土、亚粘土等混杂成层物质构成几级阶地式的埋藏地貌,后期覆盖了较厚的中更新世原生黄土,因此,也称“黄土埋藏阶地”,属黄土台原类型。本区域在渭河阶地西部,通常出现四级黄土台原,县西红崖头原和县东秦皇岭原属第一级,原面高出水面30多米,相当于渭河三级阶地。全区各个梁原均由南而北倾斜,呈阶梯状,比降在1/100—1/25范围,原面波状起伏,沟谷侵蚀强烈。
山前洪积平原 包括县境内割裂的黄土梁原之间,渭河二级阶地以南的南高北低倾斜平原,主要由发源于秦岭的渭河支流洪积冲积而成。现代洪积冲积扇叠置在古洪积扇之上,逐步发展成大片的、高于渭河二级阶地的倾斜平原。如斜峪关到城关平原,高差达180多米。其上部多为冲积成因的次成黄土,厚10—15米,下部为洪积沉积的砂砾石。
渭河冲积平原 包括渭河南北两岸黄土台原之间的河漫滩和河流阶地区域。一级阶地高出渭河正常水位3—5米,南岸的县畜牧场及北岸的河池等地属此范围。二级阶地高出渭河正常水位5—15米,南岸的西关村及北岸的常兴镇等在此范围。阶地组成物质主要是冲积的黄土和亚砂土、亚粘土等,底部为砂层、砂砾和卵石层。
渭北黄土台原 指渭河北岸二级阶地以北的台原。高出渭河水面约200米左右,黄土层厚达120米,夹有古土壤红色条带十余层,其下部埋藏阶地具有河湖相特征。本县在此区只占台原南缘,面积很小,原坡地比例大,水土流失严重。