地質地貌
市境在構造單元上屬於中朝準地台淮河台坳淮南陷褶斷帶（即華北地台豫淮褶皺帶）東部的淮南復向斜。東界為郯廬斷裂，西臨周口坳陷，北接蚌埠隆起，南鄰合肥坳陷，南北為洞山斷裂和劉府斷裂夾持。區內構造以北西西向構造占主導地位，受後期強烈改造，但總體形態變化不大，複式向斜內次一級褶皺及斷裂發育。地質演化歷史可分為前震旦紀、震旦紀—三疊紀、侏羅紀—第四紀3個階段，前震旦紀，淮南地殼處於活動階段；震旦紀—三疊紀屬於劇烈運動時期，先後經歷了蚌埠、鳳陽、皖南、加里東、華西力、印支等運動。其間地殼幾度隆起沉降，形成了海陸互動相地層。特別是晚石炭紀和二疊紀時期海陸互動相的沉積環境，成為煤炭資源良好的生成條件，從而形成了境內大量的煤炭資源。侏羅紀—第四紀，經過燕山運動和喜馬拉雅運動，逐漸塑造出了今天的地貌特徵。
市境以淮河為界形成兩種不同的地貌類型，淮河以南為丘陵，屬於江淮丘陵的一部分；淮河以北為地勢平坦的淮北平原，淮河南岸由東至西隆起不連續的低山丘陵，環山為一斜坡地帶，寬約500米-1500米，坡度10°左右，海拔40米-75米；斜坡地帶以下交錯銜接洪沖積二級階地，寬500米-2500米，海拔30米-40米，坡度2°左右；舜耕山以北二級階地以下是淮河沖積一級階地，寬2500米-3000米，海拔25米以下，坡度平緩；一級階地以下是淮河高位漫灘，寬2000米-3000米，海拔17米-20米，漫灘以下是淮河濱河淺灘。舜耕山以南斜坡以下,東為高塘湖一、二級洪沖積階地,西為瓦埠湖一、二級洪沖積階地；中為丘陵崗地。淮河以北平原地區為河間淺窪平原，地勢呈西北東南向傾斜，海拔20米-24米，對高差4米-5米。
水文
市境位於淮河流域，最大的地表水為淮河。淮河由陸家溝口入市境鳳台縣，流至永幸河閘口分流為二，北道北上轉東環九里灣進入市境潘集區，南道（又名超河）東流至皮家路入市境八公山區，南北河道至鄧家崗匯流，由大通區洛河灣橫壩孜出境。境內流長87公里，其中市區流長51公里。市境支流有東淝河、窯河、西淝河、架河、泥黑河等。湖泊有瓦埠湖、高塘湖、石澗湖、焦崗湖、花家湖、城北湖等。人工河有茨淮新河。此外，還有蔡城塘、泉山、老龍眼、乳山、丁山、許橋等小型水庫以及採煤塌陷區積水而成的眾多湖泊、濕地，最大的為櫻桃園（謝二礦塌陷區，亦稱淮西湖）。全市水域面積400多平方公里，占總面積約16%。
市境地下水資源主要分布在第四系沉積層，面積約1650平方公里，探明可采儲量4.5億立方米，與地表年平均徑流量大致相等。2011年，全市平均降水量836.4毫米，較上年均值偏少0.2%，較多年均值偏少5.6%，屬偏枯年份。淮河入境水量76.9億立方米，較上年偏少70.3%，較多年均值偏少63.2%。淮河幹流鳳台（硤山口）站年最高水位18.74米，為有資料以來的第49位；淮河幹流淮南站年最高水位18.44米，為有資料以來的第51位。
全市水資源總量6.92億立方米，淮河幹流入境水量76.9億立方米。全市湖泊、窪地及小型水庫蓄水量約為6.222億立方米。
全市供水總量19.57億立方米，其中地表水供水量18.02億立方米，地下水供水量1.55億立方米。全市用水總量19.57億立方米，其中農田灌溉用水量6.19億立方米，占用水總量的31.6%；工業（總）用水量10.79億立方米，占用水總量的55.1%（火電用水量6.76億立方米，占用水總量的34.5%）。全市人均用水量543.4立方米，萬元GDP用水量279.6立方米，萬元工業增加值用水量121.7立方米，農田灌溉畝均用水量419.6立方米，居民生活人均用水量79.3立方米。
