wilayah daratan kota padang ketinggiannya sangat bervariasi, yaitu antara 0 m sampai 1.853 m di atas permukaan laut.
ketinggian wilayah kota padang berada antara 0>1.000 meter dpl (di atas permukaan laut) membujur dari barat ke timur.
di bagian paling barat adalah wilayah pesisir dengan ketinggian 0 meter dpl dan di bagian timur adalah wilayah pegunungan bukit barisan dengan ketinggian >1.000 meter dpl.
wilayah ketinggian antara 025 meter dpl luasnya  22% dari total wilayah daratan sedangkan wilayah ketinggian >1.000 meter dpl luasnya  17%.
hampir seluruh dataran (ketinggian 0-25 mdpl) dengan luas hampir 22% dari total luas kota padang, merupakan daerah terbangun (build-up area).
relatif di bagian selatan dan timur yang masih terbentang luas daerah belum terbangun.
di bagian selatan, khusus di kecamatan bungustelukkabung, umumnya masih merupakan daerah pertanian.
sedangkan di bagian timur di dominasi oleh kawasan hutan yang berada pada daerah perbukitan dengan kemiringan yang cukup curam.
wilayah timur ini terdiri dari beberapa kecamatan yaitu mulai utara ke selatan berturut-turut dari kecamatan kototengah, pauh, kuranji, dan lubukkilangan.
kota padang dilalui oleh banyak aliran sungai besar maupun kecil yang terbagi dalam 6 daerah aliran sungai (das), yaitu das air dingin, das air timbalun, das batang arau, das batang kandis, das batang kuranji, dan das sungai pisang.
terdapat tidak kurang dari 23 aliran sungai yang mengalir di wilayah kota padang dengan total panjang mencapai 155,40 km (10 sungai besar dan 13 sungai kecil).
umumnya sungai-sungai besar dan kecil yang ada di wilayah kota padang ketinggiannya tidak jauh berbeda dengan tinggi permukaan laut.
kondisi ini mengakibatkan cukup banyak bagian wilayah kota padang yang rawan terhadap banjir atau genangan.
perairan kota padang merupakan bagian dari samudera hindia memiliki karakteristik tipe pasang surut campuran yang didominasi tipe ganda dimana pada daerah ini terjadi 2 kali pasang dan 2 kali surut dalam sehari.
tipe ini dipengaruhi oleh kondisi kedalaman perairan atau geomorfologi pantai setempat.
luas wilayah perairan kota padang sekitar 720 km2, terdiri dari pantai sepanjang 84 km dan 19 pulau kecil.
pesisir pantai kota padang dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu pesisir landai di padang saraibatang arau dan labuhan tarokteluk kabung; dan pesisir curam dan sempit di batang araulabuhan tarok, teluk kabungsungai pisangpantai padang.
pantai kota padang memanjang dari arah barat laut ke tenggara membentuk garis pantai yang relatif lurus, bagian utara landai dan ke arah selatan mempunyai gradasi perairan pantai yang curam.
kawasan utara di daerah padang sarai garis isobath 15 m ditemui sampai 1 kilometer ke arah laut sedangkan di bagian selatan di pantai air manis sampai kawasan pulau sironjong kedalaman mencapai 2050 meter.
kedalaman rata-rata perairan antara kota padang dengan pulau-pulau kecil mencapai 80 meter, sementara di luar jajaran pulau tersebut kedalaman mencapai 300 m.
kondisi perairan di sekitar pulau-pulau kecil berupa karang (fringing reef) sampai jarak 50 meter dari pantai dengan kedalam mencapai 3 meter, kemudian perairan berubah secara tajam dengan kedalaman mencapai 3060 meter.
sementara kondisi iklim perairan pesisir kota padang juga dipengaruhi oleh samudera hindia yang dicirikan dengan adanya angin muson dan curah hujan yang tinggi sekitar 2.816,74.487,9 mm per tahun.
angin yang berembus didominasi oleh angin barat, barat daya, barat laut dengan kecepatan 1,65,6 knot bahkan kadang-kadang mencapai 540 knot.
sedangkan arah angin dipengaruhi oleh angin musim maka arus permukaan di wilayah perairan kota padang sepanjang tahun mengalir ke arah tenggara hingga barat daya (musim barat) dengan kekuatan arus antara 145 cm/detik.
kecepatan arus mencapai puncaknya bulan desember.
sedangkan arus musim timur antara bulan april hingga oktober, melemah dengan kekuatan antara 1 cm/detik hingga 36 m/detik.
pada bulan juli arus mencapai kekuatan minimum antara 1 cm/detik hingga 5 cm/detik.
selain itu di perairan kota padang juga terjadi arus pantai yang diakibatkan oleh gelombang.
arus ini berpengaruh terhadap abrasi dan sedimentasi pantai, sehingga menjadikan tinggi gelombang laut yang terjadi berkisar antara 0,52,0 meter.
potensi bencana alam
kemungkinan gempa di kota padang umumnya berkaitan dengan gempa tektonik dan sebagian kecil gempa vulkanik.
kondisi ini menyebabkan kota padang menjadi kawasan rawan bencana dengan sumber gempa merusak.
lokasi pusat-pusat gempa di perairan kota padang tersebar cukup merata, berada pada kawasan sepanjang jalur gempa mengikuti zona subduksi sepanjang 6.500 km di sebelah barat pulau sumatra.
tumbukan lempeng samudera hindia dan lempeng australia yang menyusup di bawah lempeng eurasia membentuk zona benioff, yang secara terus menerus aktif bergerak ke arah barattimur yang merupakan zona bergempa dengan seismisitas cukup tinggi.
kebanyakan sumber-sumber gempa tersebut berada pada kedalaman 33 hingga 100 km, dengan magnitude lebih besar dari 5 skala richter.
gempa berkekuatan lebih besar dari 6,5 skala richter di permukaan, berpeluang besar menyebabkan deformasi di daratan dan di dasar laut.
zona tektonik aktif yang terbentuk dari penujaman lempeng di sebelah barat pulau sumatera juga dapat dilihat dari adanya gunung api aktif yang muncul di sepanjang jalur patahan aktif di bagian sisi barat pulau sumatera yang bergerak geser kanan (dextral strike slip fault).
jalur patahan sumatera yang juga biasa disebut dengan patahan semangko sepanjang 1.650 km, menyebabkan blok sebelah kiri pulau sumatera bergerak ke utara sedangkan yang di sebelah kanan bergerak ke selatan serta melahirkan kepulauan busur dalam (inner island arc) seperti pulau nias, mentawai, enggano, pisang dan sebagainya.
sementara gempa vulkanik di kota padang disebabkan posisi kota padang yang berada di dekat 3 gunung api aktif, yaitu gunung talang, marapi dan tandikek.
letak kota padang yang berada di pantai barat sumatera, yang berbatasan langsung dengan laut terbuka (samudera hindia) dan zona tumbukan aktif dua lempeng menjadikan padang salah-satu kota paling rawan bahaya gelombang tsunami.
gempa tektonik sepanjang daerah subduksi dan adanya seismik aktif, dapat mengakibatkan gelombang yang luar biasa dahsyat.
pusat gempa, umumnya menunjukkan tipe sesar naik.
sumber patahan seperti ini jika mempunyai magnitude lebih besar dari atau sama dengan 7 skala richter sangat berpotensi sebagai pembangkit gelombang tsunami.
dari catatan sejarah bencana, gelombang tsunami pernah melanda sumatera barat pada 1797 dan 1833.
tingkat curah hujan kota padang mencapai rata-rata 405,58 mm per bulan dengan rata-rata hari hujan 17 hari per bulan.
tingginya curah hujan membuat kota ini cukup rawan terhadap banjir, dan pada november 1986 tercatat dalam rekor muri sebagai kota dengan tingkat curah hujan yang tinggi yaitu 5.254 mm.
sementara pada tahun 1980 2/3 kawasan kota ini pernah terendam banjir karena saluran drainase kota yang bermuara terutama ke batang arau tidak mampu lagi menampung limpahan air tersebut.