本区位于关中盆地的北部边缘，构造属鄂尔多斯台向斜的东南部。地貌为一系列北东东向雁行式的褶皱断块山。本区分为两个亚区：即北山南坡和禹门口——杨家庄——皇甫庄联线以北为一区；另一区为此联线西南的石质低山区，包括富平县金粟山、蒲城县尧山、五龙山、澄城县壶梯山一带。岩性主要是下古代灰岩及中生代含煤地层的陆相碎屑岩，黄河沿岸有零星的太古代杂岩，岩层倾角小（3°～5°），山岭舒缓。禹门口——杨家庄——皇甫庄联线以北，以线状侵蚀地形为主，山势起伏较大，海拔多在1200米～1600米之间，超过1600米的山峰有大岭（1783米）、西峙子山（1689米）和八郎山（1619米），相对高差800米左右。坡面基岩裸露，坡势东南陡峻、西北缓倾。山梁窄缓，山顶呈浑圆状小丘，丘顶盖有1米～3米的风化残积物。河流由西北向东南注入黄河，斜切山岭形成许多峡谷，着名的为黄河峡谷，由康家岭至禹门口，两岸陡崖峭壁，水流湍急。禹门口——皇甫庄联线西南为石质低山，海拔800米～1500米左右，相对高差300米～500米左右。山势低矮，山体宽数公里，间有河谷分布。源于黄龙山南坡的河流由北向南及由西北向东南，切割黄土台塬流入黄、洛二河。北山南侧东西向分布一些石灰岩山丘，自西向东断续分布于黄土台塬中。山体浑圆，山势低矮，海拔800米～1200余米，相对高差100米～300米，如五龙山、尧山、金粟山、卧虎山等，有“黄土海中孤舟”之称。