西安市区位于渭河干流冲积平原发育最为宽广的区域。地貌以冲积平原二级阶地为主,东南迭嵌入三级阶地,间有古河道洼地分布,总的地势开阔平坦,起伏和缓。城区海拔400~450米。
由于秦岭山脉在西安城南折向东北与骊东南丘陵相连,受西安市总体地形东南高西北低的影响,城市等高线呈西南—东北走向,但坡降平缓。城市中心区域在400~410米与410~420米等高线之间距离均宽达2~3公里,城区西南尤其平坦。
平原地貌上的微缓起伏主要是城区内东北—西南向分布的六条坡梁。它们由历史上渭河及其支流河床摆动及地质运动造就,经千余年城市建设填挖,在局部区域已不甚明显。第一条坡梁位于市区北缘龙首原,大致从市区西北的红庙坡向东,沿自强东路的二马路一线而行,等高线400~410米;第二条坡梁自城区北城墙一线向土门延伸,大致沿400米等高线正东西走向;第三条坡梁沿市中心东、西大街一线,恰好与410米等高线吻合;第四条坡梁从小雁塔折向东北李家村一带;第五条坡梁从大兴善寺、草场坡一线延伸到金花落,大致沿420米等高线而行;第六条坡梁则是从大雁塔折向东北的高地,乐游原和铁炉庙以北高地均属其范围,属于三级阶地,乐游原及以东高地均达海拔450米高程。
这六条坡梁在古代被称为“六坡”。“隋文帝包括六坡以为都城”(《新唐书》),隋代初年就以六坡为基础,利用地形自然趋势规划设计新都。按照宇文恺的精心安排与解释:“朱雀街南北尽郭有六条高坡,象乾坤六爻。故于九二置宫殿,以当帝王之居;九三立百司,以应君子之数;九五贵位,不欲常人居之,故置玄都观与兴善寺以镇其地”《新唐书》。在六坡之处分别设置宫殿、衙署和寺观,不仅更加突出这些建筑物的高大雄伟,而且也严密控制了市内制高地段,有利于都城保卫。
六条坡梁之间地貌平坦舒展,间有封闭洼地,历史上经开凿引流形成点缀城市景观的人工湖泊,如曲江池、兴庆湖、太液池和唐太极宫的四海等。现在,兴庆湖、莲湖仍为市内水面景观。
西安现代城市微观地貌出现的突出现象是地面沉降。西安城区自1959年发现地面沉降,最初沉降中心在西安火车站东给水段附近,后逐渐发展到东至东郊纺织工业区,西至汉城路,南到三爻,北至辛家庙的广大范围,面积约200平方公里。地面沉降以南郊小寨到铁炉庙一带,东郊的等驾坡以北、东北郊的辛家庙地区最为严重,形成三个沉降漏斗。漏斗的中心沉降量超过500毫米,其中大雁塔北十字路口自1965~1985年累计沉降量1014.85毫米。自1959~1971年,城市地面沉降的平均速率为2毫米/年,最大沉降量小于100毫米;自1972~1983年地面沉降速率逐渐增大,地面沉降量大于500毫米的面积100平方公里,最大沉降量达879.9毫米,平均沉降速率为前一阶段的4~9倍。自1983年以来,除南郊新建的高新技术产业开发区地面沉降有较大发展外,大部分地区地面沉降速率趋于稳定。