Днепропетровск расположен в центральной Украины с протяжением с юга до востока.
Центр города находится на правом высоком береге Днепра, на Приднепровской возвышенности. Поэтически город называется "городом на трех холмах", что является частью Приднепровской возвышенности.

Первый холм является местом заложения Екатеринославля в 18 веке по генеральному плану Ивана Старова. Сегодня он содержит Нагорный ("на горе") и Лагерный (современный проспект Гагарина) районы города.
Второй холм отделен от первого Красноповстанской балкой, и расположенный восточнее от него, и на юг от центра города; на нем размещенные Половецкий район Мельницы (Тихий центр) и проспект Кирова.
Третий холм более восточный от двух других и отделенный от второго рыболовецкой балкой; на нем расположен район улицы Рабочей (катеринославская Рабочая слобода).

Существуют также другие холмы, в частности холм Шляховки, на котором размещены Чечеловка и проспект Петровского, тем не менее они не относились к Екатеринославлю, а к Новому Кодаку.

Балки (овраги) правобережье: Бобровая (Красноповстанская), Рыболовецкая, Сухая (Аптекарская), Колодезная, Белая, Козырева, Туннельная (Мандриковская). Главной речкой правобережья есть Половиця.

Левобережье города находится на Приднепровской низменности. В индустриальном районе и свыше над Днепром песчаные дюны. Границы города по Днепру определяет речка Самара. На западе левобережья в АНД районе много озер - остатков давней гидросистемы Протовчи, по руслу которой прорытое новое русло Орели.