Okolinu Beograda čine dve različite prirodne celine: Panonska nizija pod pšenicom i kukuruzom, severno, i Šumadija, pod voćnjacima i vinogradima, južno od Save i Dunava. Najistaknutiji oblici u reljefu šumadijskog pobrđa su Kosmaj (628 m) i Avala (511 m). Teren se od juga, postepeno, spušta prema severu u vidu prostranih zaravni, raščlanjenih dolinama potoka i rečica. Velika plastičnost reljefa Beograda, južno od Save i Dunava, čini da se grad rasprostire preko mnogih brda (Banovo, Lekino, Topčidersko, Kanarevo, Julino, Petlovo brdo, Zvezdara, Vračar, Dedinje). Severno od Save i Dunava su aluvijalne ravni i lesna zaravan, koje su odvojene strmim odsekom, visokim i do 30 m. Na levoj obali Save, ispod lesne zaravni (Bežanijska kosa), je Novi Beograd, a na desnoj obali Dunava, ispod lesnog platoa, je Zemun.

Najviša kota Beograda, na užem gradskom području, je na Torlaku (Voždovac), crkva Svete Trojice 303,1 m, dok najnižu kotu ima Ada Huja 70,15 m. Najvišu kotu na širem gradskom području ima planina Kosmaj (Mladenovac) sa 628 m. Za prosečnu visinu Beograda, uzima se apsolutna visina Meteorološke opservatorije sa 132 m.

Područjem Beograda, Dunav protiče u dužini od 60 km od Starih Banovaca do Grocke, a Sava u dužini od 30 km, uzvodno od Obrenovca do ušća. Dužina rečnih obala Beograda je 200 km. Na tom području se nalazi 16 rečnih ostrva, od kojih su najpoznatija: Ada Ciganlija, Veliko ratno ostrvo i Gročanska ada.

Na području grada su mnogobrojne šume, od kojih su najbolje očuvane na Kosmaju, Avali, Trešnji, Lipovička, Topčider, Obrenovački zabran i šuma Bojčin.