武蔵野台地上にあり、市域のほとんどは平地であるが、南部の多摩川沿いに立川崖線、北東端に国分寺崖線が見られる。標高は北部から南部へゆるやかに低くなっている。南北に残堀川が流れており、その旧河道にほぼ沿う形で立川断層が走っている。