杭锦旗地处鄂尔多斯高原的西北部，地势南高北低，东高西低。境内地形地貌由黄河冲积平原、沙地沙漠、波状高平原和砒砂岩丘陵镶嵌排列，具有明显的带状分布规律:北部是黄河南岸的冲积平原，平均宽度约10km，地势平坦，海拔在1012-1080m，西高东低，杭锦淖尔隆茂营村毛布拉格孔兑沟入黄河处，为杭锦旗最低点，海拔为1012m。地质结构为陷落地堑盆地，为厚层细纱及粘土状的第四纪洪积-冲积-湖积物覆盖，厚度达数百米;中北部是横跨全旗的库布齐沙漠，境内东西长180km，南北宽40-70km，面积为7668.50km2，占全旗土地总面积的40.54%，海拔1040-1360m，西高东低，风沙地貌十分发育，形成以新月型沙丘链、沙垄和蜂窝状沙丘为主的浩瀚的沙漠景观。伏沙为风积、残积物堆积，沙丘多就地形成，沙源来自下伏物质就地吹扬风积而成，其次是邻近地区的风积物;库布齐沙漠以南的中南部地区是波状高平原和丘陵地带，丘陵分布在东西两端，中部为波状高平原，海拔一般在1068-1619.5m，东西两端的丘陵区侵蚀、切割强烈，水土流失严重。东部丘陵区塔然高勒乡境内的乌兰补拉格海拔1619.5m，是杭锦旗的最高点;东南部为毛乌素沙地边缘，海拔为1193-1550m，以固定和半固定沙丘为主，流动沙丘很少。沙丘形态以新月型沙丘和新月型沙丘链为主。库布其沙漠起源于西部，横亘东西，将全旗分为北部沿河区、南部梁外区。
梁外:位于库布其、毛乌素沙漠的中间地带，属于荒漠、半荒漠草原;以草原、天然林保护区为主，草原辽阔;
沿河:紧靠黄河南岸，属东西狭长的黄河冲积平原，地势平坦、水源充沛，土壤肥沃。
