孝感市地势北高南低，由大别山、桐柏山向江汉平原过渡呈坡状地貌。

大体上一成低山、三成平原、六成丘陵。孝感市位于长江以北，大别山、桐柏山脉以南。

地跨长江、淮河两大流域，其中长江流域8438.12平方公里，淮河流域471.88平方公里。桐柏山余脉和大别山余脉分别由西北向东南、东北向西南伸向北部，为长江、淮河两大水系的分水岭。

总体地势走向为北高南低，其中淮河流域在境内呈西南高东北低的地势分布；长江流域在境内呈北高南低分布。

境内北部为低山区，山峰高度一般在400～800米之间，境内最高山峰在鄂豫交界处的五岳山，海拔高程880米和孝昌境内的双峰尖，海拔高程873.7米。

中部为丘陵地带，地面高程在海拔50～150米之间。

南部为平原湖区，属江汉平原的一部分，地面高程在海拔50米以下，最低点（河床底部未统计）为孝南区的童家湖，海拔高程17.5米。

孝感地貌自南向北为平原、丘陵、山区，气候兼有南北之优，土地肥沃，是重要粮棉油生产基地。地质矿藏丰富，有“膏都”“盐海”“磷山”之称。