定西海拔在1930-3941米之间，平均海拔2080米，地势西南高，东北低地形地貌复杂多样。

定西全境处祖厉河支流关川河流域，在关川河与渭河流域分水岭之北、关川河与秦祁河、苑川河流域分水岭之东西、巩河与厉河分水岭及祖厉河之西。大地构造属祁连山加里东褶皱带东部、陇西旋卷体的一部分。