一、地貌
焦作地处太行山脉与豫北平原的过渡地带，地势由西北向东南倾斜，由北向南渐低。从北部山区到南部平原呈阶梯式变化，层次分明。总的地势是北高南低，自然平均坡度为2‰。最高处海拔1955米，最低处海拔90 米。地面高差达1800 多米。
（一）山地。焦作地区的山地为中山（1000 米以上）和低山（500-1000米），分布于修武北部，经焦作、博爱至沁阳西部，是太行山系的组成部分。该区平均海拔高度在500米以上，坡向多为南坡或西南坡，坡度在20度以上。焦作的山地地形复杂，各山岭间由峡谷相连，山势陡峻，山谷切割较深，呈"V"形，阴坡一般较陡，土层深厚。焦作地区的主要山脉是太行山。
太行山位于焦作地区北部，西接王屋山，向东延伸至修武，走向近东西。山势宏伟，绵延数千里，境内为其尾部，长百余公里，平均海拔1000米左右。断裂发育，有盘谷寺断层，主要为寒武系、奥陶系、石炭系地层。岩性以石灰岩为主，伴有页岩、煤、铁、磷、耐火粘土、大理石等，矿藏丰富。自然植被较好，属落叶阔叶林带，林茂草密，适宜猕猴生息繁衍。
太行山系在修武境内的主要山峰有：茱萸峰，天门谷，古汉山，罗汉山，凤凰山，马鞍山，方山，五指山，云台山等。在焦作市境内的有：桑园北岭，九里山，凤凰岭，安阳坡，皇帝坡，燕窝岭，红砂岭，中卫岭，大、小贾岭，十二会山等。在博爱县境内的有：小北顶，旗杆谷堆，东顶峰，东领峰，盘头岭，南大岭峰，圆山峰，南坡峰，老虎掌，长岭峰，北教场峰，南教场峰，老石人，和尚山，刘岭，上岭后，孤山岭，羊岭，靳家岭等。在沁阳境内的有云台山，紫金顶，碗子城山，三夹山，贝涧山，云阳山，悬谷山，阳落山（与济源交界处）等。
（二）丘陵。丘陵区分布在山区外侧，是山区与平原的过渡地带，海拔高度介于150-250米之间，坡度在10-20度之间，总面积约300平方公里。该区大部分耕地凹凸不平，呈梯田状，有众多的黄土冲沟，高低起伏，没有明显的山丘，亦可称为岗地。
（三）平原。平原区分布于南部地区，一部分为太行山洪冲击扇，另一部分为黄河、沁河滩地，冲积厚度为200-800米不等，地势平坦，地下水丰富，土地肥沃，灌溉方便，海拔90-150米，是焦作粮、棉、油、菜的主要产区。
二、水文
（一）地表水
焦作市河流众多，大多发源于晋东南地区，水量比较丰富，较大的河流有20多条，分别汇入黄河和海河。属于黄河水系的有沁河、丹河、蟒河、逢石河、济河、大峪河等；属于海河水系的有峪河、大沙河等。
1、水系河流
（1）黄河：发源于青海省巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地。流经孟州、温县、武陟县，在武陟县三堤头出境。境内长度149.6 公里，有逢石河、大峪河、砚瓦河、仙口河、白道河、蟒河、沁河等汇入。年平均流量1440立方米/ 秒，平均年径流量468亿立方米，最大流量2.2万立方米/秒（1958年）。丰枯年变化较大，年内变化亦很大，6-9月约占全年水量的80％，给开发利用带来一定的困难。由于从黄土高原携带大量泥沙，境内河床平均高出堤外地面2-3米，历史上曾决口66 次。中华人民共和国成立后，进行了治理，变害为利，先后兴建了人民胜利渠、武嘉灌区、白马泉灌区、孟县白坡灌区等引黄灌溉工程，黄河由此变害为利。
（2）沁河：沁河是焦作市最大的河流，发源于山西省沁源县。向东流经沁阳、博爱、温县，在武陟县注入黄河，总流域面积12900 平方公里。过境长度90余公里。沁河径流资源丰富，河口站多年平均流量49.5立方米/秒，其中基流量16.1 立方米/秒，占总流量的32.5％，含沙量低，稳定可靠。
（3）丹河：是沁河最大的支流，在博爱县青天河村入境，水资源丰富，山路平站多年平均流量11.1立方米/秒，其中基流量6.8立方米/秒，占总流量的61.3％。
（4）大沙河：发源于山西省陵川县夺火镇。流经博爱、武陟、修武县，经新乡县入共产主义渠，上游河宽15米，下游河宽30米，平均河深3米，平均径流深度150毫米。最大流量650立方米/秒，基流量为80立方米/秒。年内径流量变化较大，武陟县以下枯水期基本断流。
（5）蟒河：发源于山西省阳城县蟒山，流经孟州、温县、武陟入黄河，境内全长129.2公里。平均年径流量0.1亿立方米。
（6）济河：发源于济源市区西北2公里处，有二源，一出济源济渎庙，一出龙潭。二水在济源程村合流，东流至沁阳柏香后分为二支，一支东南流为猪龙河，是济河主流，流经温县于坨村入黄河；另一支流入沁阳城，至龙涧村入沁河。济河常年流量在1.5立方米/秒左右。
2、大气降水
根据焦作市气象台和邻近18个雨量站24年系列降水资料进行频率计算，焦作市平均年降水量为644.3毫米。
3、地表径流
地表径流年内、年季分配不均，尤其是山区河流，洪水暴涨暴落，汛期径流量约占年径流量的60％以上。枯水期大部分小河断流，干流量骤减。平原河流多为排涝的间歇性河道。年际间，丰、枯年径流量相差6-7倍。焦作市多年平均径流分布是由山区向平原递减，山区为150-200毫米，平原区为100-150毫米。
4、地表水资源利用
焦作市地表水总量为30.97亿立方米/年，其中山西来水量21.27亿立方米/ 年，焦作地区产水量9.7亿立方米/年。焦作市地表水资源丰富，基流比重较大，在河流出山口处有许多水库坝址，开发利用条件优越，但由于地质复杂，地表水开发利用困难大，利用的不多。
焦作的地表水，在天然状态下水质较好，尤其是山区河流，如焦作西部一些流入黄河的支流，水质可达一级标准，属重碳酸钙型水，适宜饮用和工农业生产。
1、平原区浅层地下水
（1）水文地质条件：焦作的平原包括山前倾斜平原与冲洪积平原，北靠太行山南麓，南邻黄河。在古地理环境、河网发育、地理构造的影响制约下，形成两种储水构造，即自流斜地与自流盆地。自流斜地主要分布于山前一带，由冲洪积扇组成，地下水丰富，中部地下水埋深4-6米，单井出水量60-80 立方米/小时，为井泉灌区；地下水排泄形式，东部以泉群溢出带为主，西部以潜流为主。自流盆地分布于焦作西部地区，山前侧渗及地表水下渗是盆地内地下水主要补给来源，盆地北、西、南部为补给区，东部为排泄区，水力坡度1-4‰。焦作市浅层地下水的流向是西北--东南。
（2）浅层地下水的利用：按地形地貌、水文地质及开采、灌溉条件的差异性，焦作市平原区可划分成五个均衡区，即山前倾斜平原区、沁蟒河平原区、山前洼地区、郇封岗地区及黄河滩地区。按水均衡法计算，全市浅层地下水的天然补给总量为7.96亿立方米/年，利用价值很高。现开采量达7.68亿立方米/年，采补基本平衡。由于各均衡区补给条件、开采量的差异，浅层地下水资源丰贫程度有所不同。
2、矿区岩溶地下水
（1）形成与分布：焦作矿区地下水，主要补给来源于大气降水和地表水入渗，补给区多年平均降水量670毫米，面积1843平方公里，其中灰岩出露面积1803平方公里，且岩层巨厚，降水入渗系数平均0.36左右，为地下水的形成和储存提供了良好条件。补给区边界为：东界峪河西侧；北界丹河与漳河分水岭；西界北段为陵川西--附城--白洋泉--三姑泉一线，南段
