渭河流域地形特点为西高东低，西部最高处高程3495m，自西向东，地势逐渐变缓，河谷变宽，入黄口高程与最高处高程相差3000m以上。主要山脉北有六盘山、陇山、子午岭、黄龙山，南有秦岭，最高峰太白山，海拔3767m。流域北部为黄士高原，南部为秦岭山区，地貌主要有黄土丘陵区、黄土塬区、土石山区、黄土阶地区、河谷冲积平原区等。

    渭河上游主要为黄土丘陵区，面积占该区面积的70%以上，海拔1200m~2400m；河谷川地区面积约占10%，海拔900m~1700m，渭河中下游北部为陕北黄土高原，海拔900m~2000m；中部为经黄土沉积和渭河干支流冲积而成的河谷冲积平原区——关中盆地（盆地海拔320m~800m，西缘海拔700m~800m，东部海拔320m~500m）；南部为秦岭土石山区，多为海拔2000m以上高山。其间北岸加入泾河和北洛河两大支流，其中，泾河北部为黄土丘陵沟壑区，中部为黄土高塬沟壑区，东部子午岭为泾河、北洛河的分水岭，有茂密的次生天然林，西部和西南部为六盘山、关山地区，植被良好；北洛河上游为黄土丘陵沟壑区，中游两侧分水岭为子午岭林区和黄龙山林区，中部为黄土塬区，下游进入关中地区，为黄土阶地与冲积平原区。