京都市的市區大部份地區都位於京都盆地之內，這也造就了京都市除南方之外三面環山的環境。京都盆地被急傾斜的山地所包圍，是由斷層活動所形成的構造性內陸盆地，其地下的地層現在仍然活動。也因此京都市內有花折斷層等活斷層存在。盆地內的地勢則呈現北高南低，東高西低的特徵。京都盆地東部也因其地勢較高且較為乾燥適宜居住，成為京都市內最早開發的地區。京都市東南部的山科區和伏見區的醍醐地區則位於山科盆地，其和京都盆地之間由清水山、稻荷山等山峰隔開。京都市的北部地區則多為山地，其中較為知名的有大文字山、比叡山、嵐山等。京都市內的最高點是皆子山，海拔971米