梅河口市地处哈达岭东南端与龙岗山西北部接合部，地形总的趋势是西南部高，东部低，最高点位于市西南部的鸡冠砬子山，海拔969.1米，最低点位于东部新合镇双胜村，海拔300.1米，相对高差669米。地形南北斜长、东西较窄，宛如靴形。

梅河口市地貌按其成因类型、成因形态和形态单元划分4个成因类型和5个形态单元。侵蚀构造地貌分为中山、低山和丘陵。中山分布在梅河口市南部，与辉南县接壤部分，范围较小，山顶海拔多为800米—1000米，相对高差较大；低山分布在西南部进化至姜家街一带，地形起伏大，一般海拔500米—800米，最高峰鸡冠砬子山，海拔969.10米，相对高差300米，切割深度100米—300米，山脊呈串珠状、馒头状，山脊走向30度—50度，山坡坡度15度—25度，山间沟谷发育多呈树枝状，冲沟多为“U”字形，主要岩性由太古界变质岩，中生界碎屑岩和阜平期、混合花岗岩组成；丘陵分布在莲河、海龙以北，康大营、一座营、牛心顶以东地区，地形起伏较大，海拔300米—500米，相对高差200米，切割深度100米—200米，丘顶为浑圆状，山坡平缓，一般坡度为15度左右，河谷发育，主要岩性为华力西期、燕山期花岗岩及中生界碎屑岩组成。侵蚀火山地貌玄武岩台地分布在海龙水库以北一带，地势起伏不大，海拔400米—600米，相对高差200米，台面平坦，坡度小于10度，切割深度20米—30米，边缘常见深谷和陡崖，玄武岩呈岩被状覆盖于太古界阜平期混合岩、混合花岗岩和中生界碎屑岩之上。剥蚀堆积地貌波状台地分布在山城镇至梅河口以东地带，沿河谷平原两侧分布，地形呈波状起伏，海拔340米—390米，较为平坦，相对高差50米，前缘陡坎明显，坡度15度左右，陡沟发育呈条带状，岩性由第四系中更新统黄土状粉质黏土和砾砂组成。堆积地貌二级阶地分布在海龙镇西南、李炉乡以西等地，呈条带状展布，地势较为平坦，微向河床倾斜，海拔310米—360米，相对高差50米，岩性有第四系上更新统黄土状粉质黏土、砾砂、砂卵石组成。一级阶地漫滩沿辉发河、一统河、大沙河等河谷两侧呈条带分布，个别地段呈不对称分布。

地势平坦开阔，微向河床倾斜，海拔300米—360米，相对高差60米，岩性由第四系全新统冲积层粉质黏土、沙、砾砂组成。梅河口市发育太古界龙岗群、夹皮沟群，古生界奥陶系、石炭系，中生界侏罗系、白垩系，新生界新近系、第四系地层。下元古界杨家店组和四道砬子河组，岩性为角闪质混合岩和斜长角闪片麻岩。上太古界夹皮沟群，岩性为角闪斜长片麻岩、绿泥石英片岩。下古生界奥陶系，岩性为30变粒岩、大理岩、变质砂岩、绿泥角闪片岩、片理化酸性火山岩。石炭系岩性为角岩化粉砂岩、薄层结晶灰岩。中生界侏罗系，中统岩性为紫红、紫灰、青灰色泥质粉砂岩。侏罗系上统岩性为砂岩、砾岩、晶屑凝灰岩、偶夹煤。白垩系下统岩性为赤色、紫色、杂色砾岩、砂岩及粉砂岩。新生界古近系，岩性为灰白色、杂色砂岩、灰色泥岩和砾岩组成。上部岩性含煤5层，下部岩性含煤9层。第四系下更新统岩性为致密块状黑褐色玄武岩、泥质粉砂岩、砾岩等。第四系全新统上部岩性为粉砂质黏土、粉土，下部岩性为砂、砾砂。

梅河口市自太古代至中生代以来，岩浆活动频繁，主要由阜平期（Y1）混合花岗岩，华力西期（Y4）和燕山期（Y5）花岗岩岩体侵入，多呈岩基、岩脉形式产出，分布面积占全区三分之一。燕山期花岗岩、白岗质花岗岩分布在梅河口以东，双兴楼山以北、兴华北及五块石等地。华力西期花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩分布在梅河口以西，莲河以北，本区最北部的赵家街和野猪河至康大营一带。阜平期混合花岗岩分布在海龙水库以东地带。梅河口市自然植被主要是天然次生林、人工林和未成林造林地。主要树种包括蒙古栎、椴树、水曲柳、杨树、枫桦、柳、花曲柳、胡桃楸等阔叶树种，还有少量的樟子松、落叶松、杉树等，林下灌木和草本植物也十分茂密。梅河口市除少部分为山区外，大部分已开辟为农田，主要生产水稻、玉米、大豆等农业作物。山区的土壤主要是棕壤。平原地区主要是白浆土，河谷地主要是草甸土、水稻土。