攀枝花市西跨横断山脉，东临大凉山山脉，北接大雪山，南抵金沙江。地势西北高，东南低。攀枝花市东部为小相岭－螺髻山－鲁南山系，中部为牦牛山－龙肘山系，西部为锦屏山－柏林山系，山脉走向近于南北。境内最高点为西北部盐边县境内的百灵山穿洞子，海拔4195.5米；最低点是东南部仁和区平地镇的师庄，海拔937米。城市区海拔在1000～1200米之间， 主要农业区海拔在1000～1800米之间。金沙江、雅砻江、安宁河、大河、三源河及其支流深嵌在山地之间，形成雄伟的川西南峡谷区。攀枝花市地貌类型复杂多样，可分为平坝、台地、高丘陵、低中山、中山和山原6类，以低中山和中山为主，占全市幅员面积的88.38%。

 攀枝花市境内有大小河流90余条，其中流域面积在50平方公里以上的49条，按水系可分为金沙江水系和雅砻江水系。其主要支流有安宁河、三源河、大河。金沙江在攀枝花市流域面积2370.1平方公里，从云南境内流入，由西至东再转向南又流入云南境内。主要支流大河由南向北流入金沙江，境内流域面积662平方公里。雅砻江由凉山州流入，从北到南在东区银江镇倮果流入金沙江，境内流域面积5064.3平方公里，主要支流安宁河由东北向西斜贯米易县全境，境内流域面积1651.6平方公里。三源河从西北向东流经盐边县中部，境内流域面积1802平方公里。