怀柔区除东南部为华北平原北缘的平原区外，其余均为山地。地貌类型由于受山脉阻隔影响，使全区地貌类型多样，主要有平原、丘陵、低山、中山、河谷、盆地等地貌类型。地势由南向北逐渐升高，境内最高猴顶山主峰海拔1755.8米，中北部汤河口盆地海拔264米，南部平原梭草村最低海拔只有34米。 山区以石质山为显著特点。由于区内地质形成年代久远，使山区岩性的实际分布非常复杂。全区地处华北褐土带，主要土壤有棕壤、褐土、潮土、水稻土四大土类共12个亚类，27个土属，102个土种。土壤随地势起伏变化而变化，由中山到平原随海拔高度降低而依次分布为棕壤、褐土、潮土和水稻土。棕壤面积42.5万亩，占13.4%；褐土面积247.7万亩，占78%；潮土面积6.9万亩，占2.2%；水稻土面积1.5万亩占0.5%。土壤质地平原区为轻壤和沙壤质，山区多为壤质和沙壤质。土壤pH值在5.9—8之间。

平原分布在本区的东南部。总面积24.73万亩。土层深厚，地势平坦，土地集中连片，现代化水平较高，是全区粮、经作物和畜牧业的主要生产区域，也是全区人口密集、交通发达、经济繁荣的政治文化中心区。

丘陵主要分布在长城以南与平原之间。总面积为22.07万亩，海拔100—250米，主要由剥蚀残丘组成。阶坡地和沟谷土层较厚，土质良好，光照充足，雨量充沛，资源丰富，不仅是怀柔区干鲜果的主产区，也是冷水鱼养殖和重要的旅游观光区。低山分布于长城以北的黑驼山两侧和汤河口盆地两侧，总面积132.82万亩，海拔为400—800米之间。其特点是：土薄干旱，耕地少而零散，自然条件差。是怀柔区实施山、水、林、田、路等综合生态治理工程的重点区域。

中山主要分布地黑驼山、云蒙山、猴顶山主峰线两侧，总面积为124.72万亩。中山山体陡峭，气候冷凉，人为破坏较小，植被覆盖率高，水土保持好。是怀柔区天然次生林的主要分布区。