三明市在全国地貌区划中属华东华南低山与丘陵大区中的东南沿海低山与丘陵区。又可分为：闽浙流纹岩低山和中山区，闽西北低山与中山区，闽西南低山与丘陵区和沙溪河谷区4个地貌分区。
　　闽浙流纹岩低山与中山区　位于溪坪、高地、琅口、洋山、回窑、西际、仑坪、西洋镇、水尾、员岭一线以东以南地区。东部洋中汤川、中仙、大仙峰一带属戴云山脉北段，以中山为主，海拔多在700～1500米，少数超过1500米(大田县大仙峰海拔1553.4米)。西部池田、锣钹顶、普禅山、大岭山、紫云洞山等属玳瑁山脉。地势高、起伏大，千米以上山峰近百座。中部尤溪谷地以低山丘陵为主，海拔多在800米以下，沿河的两岸分布着面积不大的串珠状盆地，地形较平坦。本区属闽东火山断坳带，白垩纪流纹岩、花岗岩组成，群峰挺立，坡度大多在30度以上。东坡较平缓，西坡较为陡峻，山顶物理风化作用强烈，常见有岩石崩坠而形成的陡崖。在海拔1000～1200米、600～700米的局部地段尚保留有小面积的剥蚀面。一些较大的谷地及山间盆地如大田县均溪镇、上京、建设、桃源，尤溪县团结、西滨等由中生代、上古生代沉积碎屑岩如砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩等组成。盆地边缘山地坡度一般在25度以下，风化残积层深厚。盆地底部为小面积的冲洪积平原。
　　闽西北低山与中山区　范围东自沙县松林经陈邦，梅列陈墩，明溪县梓口坊，宁化县延祥、时州、龙头、大坊尾、新坊，明溪县熊地，宁化县张坊、河龙、伍坊至下洋一线以西、以北地区。东部有雪峰山、龙栖山、宝台山，中部为杉岭南段，海拔700～1500米，以中山为主。西部武夷山脉南段东麓，海拔1000米左右，相对高度200～500米，以低山丘陵为主，少数中山。山地间分布小面积的山间盆地，如泰宁县杉城、朱口，建宁县濉城、均口，宁化县安远，将乐县古镛等。盆地底部为冲洪积平原。本区在地质构造上属闽西北隆起带，地貌外营力以流水侵蚀为主。组成岩性有花岗岩、流纹岩、砂砾岩、砂岩、灰岩、变质岩类的变粒岩、千枚岩、石英片岩等。在花岗岩裸露地段上有崩塌现象，以变质岩构成的山岭有小规模的土溜现象。区内水系发育，河谷狭窄，落差大。河床险滩栉比，河曲发育。
　　闽西南低山与丘陵区　东起梓口坊，向南经永安市曲丘、下吉山、蚌口、西洋镇以西，北与闽西北低山与中山区相连，南至边界。西部武夷山脉南段海拔多在500～800米，少数超过1000米，如宁化县鸡公岽，海拔1389米。东部玳瑁山脉，海拔500～1000米。在地质构造上，本区属闽西南坳陷带，褶皱断裂发育，地层破碎。但整个构造轮廓仍呈北东—南西向，自东至西背斜与向斜相间排列构成复背斜与复向斜展布，故区内山脉分布与复背斜紧密相关。组成物质主要为元古代、下古生代浅变质岩类和上古生代—中生代砂砾岩、石英砂岩、粉砂岩等。此外，还有大面积花岗岩及零星的玄武岩出露。由花岗岩构成的山岭、山顶较浑圆，山坡陡削，坡度大于30度左右。但山谷较宽，水系呈放射状。由石英砂岩、砂岩、砾岩覆盖的山顶则比较尖削，谷地狭窄。玄武岩分布的地方形成台地地貌。低山丘陵中尚有少数断陷盆地如宁化禾口。
　　沙溪河谷区　属闽中谷地南部，呈东北—西南向。北起沙县青州镇，南抵永安市西洋镇，长约100公里，宽8～35公里，海拔大多小于500米。本区在地质构造上属沙县—永安复向斜，沙溪河谷大致顺着构造线发育，其流向与原始地形一致，支流多与构造线正交，构成格子状水系。沿河分布有小面积串珠状断陷盆地。自北而南依次有沙县盆地、梅列盆地、永安盆地。盆地外围山地多为花岗岩、侏罗纪火山岩构成，断陷盆地多由白垩纪红色岩层构成。盆地边缘地形系红层高丘陵，一般倾角较大，常呈单斜地形。向盆地中心过渡为低丘、平原；盆地中心河谷宽广，地形平坦，偶有残丘突兀其上，如三明市区的麒麟山。沿河断续分布小面积阶地，常见有二级阶地，局部亦有三级阶地。在河谷两侧由红色砂砾岩、砾岩出露地段，常形成丹霞地貌，碧水丹山，风景秀丽，如永安市栟榈山，沙县性天峰、七峰叠翠等。