洛阳市位于豫西地区与东秦岭褶皱系，地势西高东低，有伏牛、外方、熊耳及崤山四大山脉。伏牛山自西南横 贯南部，外方山为东南屏障，熊耳山自西南斜贯中部伸向东北，崤山位于西部。伏牛山海拔1500～2000米；外方山为伏牛山分支，海拔600～1000米；熊耳山海拔1500～2000米，为伊、洛河分水岭；崤山海拔1200～1800米。
洛阳地势西高东低。境内山川丘陵交错，地形复杂多样，其中山区45.51％，丘陵40.73％，平原占13.8％，周围有郁山、邙山、青要山、荆紫山、周山、樱山、龙门山、香山、万安山、首阳山、嵩山等多座山脉。
