云巖區地貌屬黔中丘原盆地，中南部地勢較低，為貴陽盆地的一部分。最高點在東北部黔靈鎮的唐家山，海拔1438米；最低處為東部黔靈鎮安井河谷與烏當區接界的南明河出境處，海拔1023米。北、西、東三面群山環抱。全區平均海拔1184米。平壩占全區面積的18.20%；丘陵占52.79%；山地占29.01%。河流屬長江流域烏江水系。主要河流為南明河及其支流雅關河（市西河），以及貫城河（沙河），此外有三橋、宅吉、改茶等小河溝。河道總長25千米。區內南明河長7.5千米。雅關河長13千米。沿此河已建成小關水庫及黔靈湖，積水面積22.3萬平方米，容量346萬立方米。