南三面环山，中西部是低缓起伏的平原，呈半圆形盆地状，有大小山峰2000余座。地表中山区居多，占总面积的79%，平原占21%。北部为泰山余脉，近东西走向；南部为徂徕山余脉，与泰山余脉大体平行。位于莱芜区与新泰市交界的莲花山主峰海拔994米，为区内最高点；牛泉镇小庄村村西海拔148米，为区内最低点。
水文.莱芜区内有大小河流350余条（主要河流18条），均属汶河与淄河水系，汶河水系主要干流是牟汶河，最大支流是嬴汶河，主要河床一般宽500米；嬴汶河区内长50余公里，流域面积700多平方公