攀枝花市位於攀西裂谷中南部，屬於侵蝕侵蝕中山丘陵和山谷地貌。具有山高、谷深、盆地交錯分布的特點。地勢由西北向東南傾斜，山脈近南北，是大雪山的南延。最高海拔點位於鹽邊縣柏林山川東子(4195.5米)，最低海拔點位於仁和區坪地鎮石莊(937米)，相對高差3258.5米，壹般相對高差1，500m-2000m。
攀枝花市屬於長江水系，河流眾多。境內有大小河流95條，分屬金沙江水系和雅礱江水系，兩大水系在雅江大橋交匯。有三條支流:安寧河、三元河、大河。其中，面積超過500平方公裏的流域有6個；100平方公裏-26平方公裏；50平方公裏-18平方公裏；只有45條5平方公裏到50平方公裏的小河直接流入金沙江和雅礱江。