Lưu vực thủy điện Sơn La và lân cận có cấu trúc địa chất và kiến tạo phức tạp, bị chia cắt mạnh và phân dị, các đứt gãy hoạt động và có khả năng sinh chấn. Nằm trong lưu vực sông Đà, chảy qua miền núi cao và trung bình, hướng dòng chảy gắn như song song với hướng của các dãy núi lớn, lòng sông hẹp có nhiều ghềnh thác, có những đoạn bờ sông khoét sâu vào chân sườn núi. Hồ chứa Sơn la có dạng chung là một thung lũng được mở rộng thêm với hai sườn đổ thẳng vào lòng hồ. Và
hầu hết các sườn trực tiếp đổ vào lòng hồ có độ dốc từ 200 - 300, phổ biến là mức từ
250- 280. Độ dốc nhỏ hơn 200 và trên 300 là rất ít. Chiều dài sươn chủ yếu là từ 70 - 80m, Những sườn nhỏ hơn 60m và trên 100m chiếm tỉ lệ nhỏ. Trên bề mặt đỉnh, sườn núi lại được cấu thành từ các nhóm đá trầm tích phun trào nên thường xảy ra các quá trình rửa lũ, xói mòn, rửa trôi...còn trên bề mặt sườn thấp hơn còn xảy ra hiện tượng xâm thực nương rẫy hay trượt lở, trượt chảy dưới các tác động nhân sinh.
Ngoài ra ở khu vực này còn xẩy ra các quá trình ngoại sinh như lũ ống, lũ
quét, lũ bùn đá...có tác động đôi khi hết sức tiêu cực đối với tự nhiên nói chung và
đời sống sản xuất của con người nói riêng. Các quá trình ngoại sinh ở đây thường có mối liên quan chặt chẽ với cấu trúc địa chất, các đặc trưng địa hình và các thành tạo vật chất, do đó nó khá phức tạp và đa dạng.