秦野盆地は東・北・西の三方を丹沢山塊の大山(約1251m)三ノ塔(約1205m)、塔ノ岳(約1491m)、鍋割山(約1272m)などの谷の深い壮年期の山々に囲まれ、南を洪積世末に隆起したなだらかな渋沢丘陵に遮られてできた盆地です。
市内を流れる河川の多くは、丹沢山塊の稜線の合間から発しています。秦野盆地内には、中央部に塔ノ岳に源を発する水無川が流れ、その東に三ノ塔からの葛葉川、山塊東部のヤビツ峠方面からの金目川が流れています。また、渋沢丘陵の千村に源を発する室川が盆地の南縁に沿って流れ、西部には鍋割山・大倉尾根からの四十八瀬川が流れています。