Relieve

Como su nombre lo indica, gran parte del territorio de la provincia forma parte de la extensa llanura pampeana, sin embargo, existen importantes variaciones de relieve. El oeste pampeano constituye una zona de transición hacia la región cuyana y del Comahue mientras va ganando altura hasta alcanzar una altitud promedio de 600 m, con cumbres de más de 1100 m, con el Cerro Negro (1.125 msnm) y el cerro Aguas de Torres (aprox. 1.000 m), ambos ubicados en el extremo noroeste de la provincia, como máximas altitudes.

En el centro oeste se ubican las Sierras Mahuidas, antiguas montañas bajas muy erosionadas entre las que se destacan la sierra de Lihué Calel (ver: Parque Nacional Lihué Calel), las sierras de Carapacha Grande y Carapacha Chica, las Lomas de Olguín, las Sierras Chicas, las de Choique Mahuida y la de Pichi Mahuida. Entre todas estas sierras aisladas y una zona de valles poco profundos se extiende una zona amesetada de substrato volcánico (basáltico) generalmente recubierto de médanos fosilizados con una cubierta de tussok o de caldenal: la Planicie de la Loma Negra y la Planicie Loma Redonda, ambas están separadas por una apenas perceptible cumbrera que corre de oeste a este y que tiene por mayor altura al Cerro del Chancho (392 msnm) ubicado casi en el exacto centro geográfico de la provincia. Al pie de las bardas de las mesetas basálticas surgen manantiales de agua dulce como los de Agua Rica, La Copelina y Puelén.

La parte más llana es la inmediata a las provincias de Córdoba y Buenos Aires, con una zona de hundimiento anegadiza con humedales alimentados por los desbordes del río Quinto, la región centro-oriental de la provincia presenta amplios valles con restos de paleocauces (antiguos ríos) que corren en declive de oeste a este, tales valles se abren en abanico a partir de la altiplanicie central con suaves bordes y declives desde el oeste hacia el este, entre los mismos se destacan de norte a sur el Bajo Lucero, el Valle Nerecó, Bajo del Tigre, Valle de Chapalcó (o Malal Huaca), Valle de Quehué, Valle Daza, Valle Utracán, Valle Acha, Valle Maracó Chico, Valle Maracó Grande, Valle Hucal, Valle de la Laguna Blanca Grande y el Bajo Las Cuatro Lagunas.

El centro oeste de la provincia está atravesado por una depresión diagonal originada en una falla tectónica recorrida por el río Chadileuvú-Curacó, y una serie de humedales llamados Bañados del Atuel en el norte, y en el sur las lagunas de Urre Lauquen, Dulce y Amarga y las salinas o salares, restos de antiguas lagunas secas.

Finalmente, al oeste de la depresión del río Chadileuvú-Curacó el terreno vuelve a elevarse con la presencia de la Sierra del Fresco y la sierra del ya señalado Cerro Negro, por contrapartida en el sur y sureste de la provincia existen depresiones paralelas al río Colorado, típicas del relieve patagónico como el Bajo del Milico, El Bajo de la Escalera y el bajo de Choique Malal, algunas con cotas de hasta 50 metros bajo el nivel del mar.

Ríos

La hidrografía es escasa aunque con muy importantes cursos. Está atravesada por el río Desaguadero (Argentina) (del Oeste) también denominado con su topónimo equivalente en mapudungun: Chadileuvú y su continuación el Curacó ("Agua de piedra"). Este curso de agua ha perdido gran parte de su caudal, ya que sus principales afluentes el Río Atuel y el Río Diamante son utilizados para el riego de los cultivos principalmente mendocinos. Hacia el sur, se encuentra el río Colorado.

También se hallan varias lagunas de tamaño pequeño, tal es el caso de la Laguna La Arocena, ubicada a 5km del centro de la ciudad de General Pico, en el departamento Maracó, al norte de la provincia.