桐柏吴城盆地位于桐柏山区，其西南边与桐柏山脉相邻，东南、西北和东北三边多为丘陵，边界较曲折，为一似菱形的构造盆地。盆地地势由北向南逐渐降低，河流从桐柏山区的北、西、南三面汇入盆地，构成半福射状水系，淮河干流偏于盆地南边东流出境。盆地海拔一般在170米以下。
盆地内地貌类型复杂，其中岗地为盆地中主要地貌类型。高岗地海拔一般在150米以上，最高可达170～180米，与两侧河谷平原高差2040米。岗地具有不对称性，一般是东北坡陡，西南坡缓，岗地顶部呈波状起伏，宽缓的坳沟一直延伸到岗顶。低岗地一般分布在高岗地的边缘，海拔140～150米，呈岗坳相间的微波状起伏状态，比高小于20米。高、低岗地均以旱地为主，而岗间坳沟，较宽广平坦，土质肥沃，以水田为主。
冲积平原主要分布于盆地河流两侧。其中由二级阶地组成的平原，地形平坦，向河床微微倾斜，平均坡度小于3°，组成物质多为晚更新世灰褐色砂质亚粘土。由一级阶地和高漫滩组成的低平原，组成物质为全新世灰黄色亚砂土、粉砂土，底部为砂砾石层，地势平坦，向河床微微倾斜，阶地一般高2～3米，宽达400米左右。
