南阳盆地是河南省规模最大的山间盆地。北面是伏牛山主脊，东、西两面为其余脉，南面有一宽阔开口，与襄樊盆地相连，实际上呈半盆地形态。东西长为100～160公里，南北宽60～100公里，东北角有一宽10公里左右的缺口，与华北大平原相通，和襄樊盆地一起构成中国历史上著名的“南襄隘道”。
南阳盆地的地势特征是周围高（主要北、东、西三面）、中间偏南部低。地形由西、北、东三面呈环状向中南部倾斜。地貌结构与地貌类型也呈环状结构分布，周围边境地带为垄岗状起伏的倾斜平原，中南部是广阔平缓的平原。源于周围山地的河流向中南部汇聚，形成唐白河水系，南流注入汉水。
盆地周围地带呈半环状结构的外环，主要是岗地平原区。其中东部和西部、北部有所不同。盆地东部是郭滩、桐寨铺、社旗一线以东，地貌类型主要是规模较大的高岗地及在其间沿河流分布的河谷平原。高岗地由完整的中更新世形成的山前洪积平原切割而成。海拔多在120～200米，高出其间的河谷平原10～60米不等。岗地的岩性，下部为砾石层和砂砾石层；上部为粉土质亚粘土夹2～6层古土壤层。唐河干流以东的岗地规模一般较大，宽多在5公里以上，长10～16公里不等，边坡较为陡峻，与河谷平原多以陡坎相接，其他河谷谷坡也多在20°以上。唐河干流以西岗地，由于呈孤立的块状突起在洪积冲积平原、冲积平原及河谷平原之间，相对高度大，特别是桐寨铺、唐河县城西南的岗地，由于下伏第三系地层出露使岗地顶面起伏十分明显，具有典型的丘陵岗地特征。区内河谷平原主要分布在唐河及其支流沁阳河、三夹河等较大河流的沿岸地带，由河漫滩和河流堆积阶地组合而成。这些不同形态的高岗地与宽窄不等的河谷平原交错分布，而且河谷平原呈树枝状散布，共同组成了复杂的地貌结构。
南阳盆地的西部和北部边缘地带呈窄长的半环形带状，大致包括构林关、厚坡一线以西，十林街、曲屯、陆营北、南阳市、石桥、博望、社旗一线以北的山前地带。高岗地是该区主要地貌类型，分布在赵河以西地区及白河以东的东部地区，此外在石桥至陆营一带也有较大面积的分布，总面积约占本区总面积的4／5。其海拔多在140～220米，相对高度20～60米不等。除厚坡、构林关一线西南的高岗地规模巨大、顶面较平缓外，其他地区的高岗地由于众多河流的切割，规模较小，以丘状岗地为主，部分地区为平缓岗地。高岗地边缘很平缓，都是缓过渡。低台地主要分布在镇平至鸭河口水库一带，台地顶面较为平缓，前缘边坡较为陡峻，多在25°以上，台面海拔在220～240米，相对高度约20～40米。高丘陵在区内呈分散的斑块状分布，面积很小，主要分布在南阳西北的紫山、磨山和羊山，镇平东的遮山和长岭山及内乡东南的土谷山一带，岩性为砂砾岩，片岩、片麻岩及花岗岩等，均呈孤立的残丘状态，海拔多在250～360米。南阳以北的独山、蒲山等残山均属此类。区内河谷平原主要沿潦河、赵河、默河、湍河、刁河等较大河流两岸分布。洪积冲积平原仅分布在社旗至方城之间的局部地区。
盆地中环大致包括洪积岗地平原区以下，文渠、夏集至瓦店南一线以北的广大缓倾斜平原区。地貌类型主要有洪积冲积缓倾斜平原和河谷平原。前者面积广大，后者在其间呈条带状散布。其中前者是洪积平原到冲积平原的一种过渡地貌类型，与冲积低平缓平原共同组成南阳盆地中平原的主体，海拔一般为100～140米，地势由西北、北及东北向中南部和缓倾斜，地表平均坡降在1／350～1／750。另外，由于有众多河谷平原在其间呈条带状散布，因而地表也分别向河谷平原微倾斜，多与河谷平原以陡坎相接，陡坎2～8米不等，使洪积冲积缓倾斜平原呈现为河间宽阔的高平地形态。其岩性为褐色及棕褐色粘土、亚粘土、夹灰黑色粘土或亚粘土，构成该区广阔平缓的平原堆积面。区内河谷平原多位于盆地各主要河流的中游地段，在区内一般长20～30公里，宽窄不一。以白河河谷平原规模最大，长约60公里，宽为7～10公里，平均纵比降则为1／2400～1／3700，自北向南穿过该区中部，由河漫滩和河流堆积阶地两种微地貌类型组合而成。白河河漫滩特别发育，宽可达1～5公里，高出中常水位河床为1～2米。
盆地内环范围大致包括白落、构林关一线以东，文渠、瓦店一线以南，郭滩至湖阳一线以西的广阔低缓平原。海拔高度多在80～100米，地面由西、北、东三面中南部微倾斜，平均坡降为1／2000～1／5000，是南阳盆地最低缓的地区。源于盆地周围山地丘陵区的众多河流，呈向心状向该区汇聚，地貌类型主要有冲积平原、洪积冲积平原及河谷平原等。洪积冲积平原主要分布在唐河东南和白河以北的刁河西南。唐河东南处于山前地带，地势由东南向西北和缓倾斜，地表岩性为褐色亚沙土，面积很小，棕褐色亚粘土，靠近山地丘陵地带，含少量砾石，系区内洪积冲积平原的主要分布地区。刁河西南的洪积冲积平原处于岗前地带，地势由西南向东北和缓倾斜，地表岩性为黄褐色亚沙土，面积很小；除上述地区为洪积平原以外，其他地区冲积平原分布广泛。地表岩性为褐色、黄褐色亚沙土、亚粘土及灰黑色粘土、亚粘土。地势平坦，微有起伏，相对高度多在1～2米，一般河间地区地势较高，沿河地带地势较低，但在一些较大的河流谷地两侧有呈高地形态的自然堤发育，因而在背河地带也存一些浅平洼地分布。由于区内大小河流纵横交错，致使地表微起伏形态结构十分复杂。
