Địa hình Thiệu Hóa nhìn chung không quá phức tạp. Thuộc huyện đồng bằng của tỉnh Thanh Hóa. Chỉ có một số xã có núi độc lập, chủ yếu là núi đá. Tổng thể địa hình nghiêng dần từ Tây Bắc - xuống Đông Nam. Vùng tả ngạn sông Chu, địa hình thấp hơn so với vùng giáp với huyện Yên Định, một số xã có địa hình lòng chảo (Thiệu Duy, Thiệu Giang, Thiệu Hợp, Thiệu Thịnh…), mưa lớn tập trung thường bị ngập úng. Vùng hữu ngạn sông Chu có địa hình cao hơn các xã lân cận huyện Đông Sơn, do vậy tần suất ngập úng ít xảy ra, một số xã giáp huyện Triệu Sơn việc thoát nước gặp khó khăn hơn.
Phân theo địa hình, diện tích các cấp được phân bổ như sau: (không kể đất ngoài bãi).
- Cao: 412 ha chiếm 4% diện tích canh tác trong đê.
- Vàn cao: 1280 ha, chiếm 12,4% diện tích canh tác trong đê - Vàn: 4829 ha, chiếm 46,8% diện tích canh tác trong đê - Vàn thấp: 3200 ha, chiếm 31,2% diện tích canh tác trong đê
- Thấp trũng: 580 ha, chiếm 5,6% diện tích canh tác trong đê
Như vậy, diện tích có địa hình vàn, vàn cao chiếm > 58% diện tích canh tác. Đây là diện tích có khả năng gieo trồng được 3 vụ trong năm.
Tóm lại, địa hình thuộc dạng đồng bằng, độ chênh cao của các vùng canh tác không lớn, khoảng 0,4 - 0,5 m. Thuận lợi cho việc hình thành các vùng chuyên canh tập chung tương đối lớn, nhất là cây lúa, đồng thời chuyển dịch cơ cấu cây trồng. Địa hình chia cắt bởi sông Chu, hệ thống các sông Cầu Chày, Mậu Khê, sông Dừa…, làm tăng thêm các chi phí như đầu tư cho giao thông, thủy lợi.