Die Umgebung Belgrads wird von zwei verschiedenen Landschaftsbildern geprägt: der Pannonischen Tiefebene mit Getreide- und Maisfeldern nördlich und der Šumadija mit Obst- und Weingärten südlich der Save und Donau. Die höchsten Erhebungen des Berglands der Šumadija sind der Kosmaj (628 m) und der Avala (511 m). Vom Süden geht das Gelände allmählich nach Norden abfallend in weiträumige Hochebenen über, gegliedert in Fluss- und Rinnentäler. Die Geländeoberfläche Belgrads südlich der Save und Donau erweckt den Eindruck, als breite sich die Stadt über viele Hügel aus (Banovo brdo, Lekino brdo, Topčidersko brdo, Kanarevo brdo, Julino brdo, Petlovo brdo, Zvezdara, Vračar, Dedinje). Nördlich der Save und Donau erstrecken sich die alluvialen Ebenen und das Löß-Plateau, die ein bis zu 30 m hoher Steilhang trennt. Am linken Save-Ufer, unterhalb des Löß-Plateaus (Bežanijska kosa), erstreckt sich Novi Beograd (Neu-Belgrad) und am rechten Donau-Ufer, unterhalb des Löß-Plateaus, Zemun.

Die höchste Erhebung Belgrads, im Kerngebiet der Stadt, ist auf Torlak (Voždovac) die Dreifaltigkeitskirche mit 303,1 m, während Ada Huja mit 70,15 m den tiefstgelegenen Punkt aufweist. Das Kosmaj-Gebirge (Mladenovac) ist mit 628 m die höchste Erhebung im breiteren Stadtgebiet. Für die Durchschnittshöhe Belgrads wird die absolute Höhe der Wetterwarte mit 132 m genommen.

Durch Belgrad fließt die Donau in einer Länge von 60 km von Stari Banovci bis Grocka, und die Save in einer Länge von 30 km flussaufwärts von Obrenovac bis zur Mündung. Belgrad hat Flussufer von 200 km Länge. Auf diesem Raum befinden sich 16 Flussinseln, davon sind die bekanntesten Ada Ciganlija, Veliko ratno ostrvo (Große Kriegsinsel) und Gročanska ada (Grocka-Insel).

Das Stadtgebiet ist von zahlreichen Wäldern bestanden. Zu den besterhaltenen zählen die auf Kosmaj, Avala, in Trešnja, ferner die Wälder Lipovačka šuma, auf Topčider, Obrenovački zabran und der Bojčin-Wald.