Nevşehir, İç Anadolu’nun güneydoğu volkanik sahası içerisinde Erciyes Hasandağı ve Melendiz Dağlarından çıkan kül ve lavların birikimiyle meydana gelmiş geniş bir platonun batı yamaçlarında kurulmuştur. Arâzi lavlardan ve volkan tüflerinden meydana gelmiştir.

Nevşehir il topraklarını Kızılırmak Vâdisi ikiye böler. Dağlar daha çok kuzey ve güneyde bulunur. İlin % 20’si ovalardan, % 18’i dağlardan ve % 57’si platolardan meydana gelir. Toprak hafif dalgalı bir yayla ve bozkır hâlindedir.

Dağları: Başlıca dağları Erdaş Dağı (1982 m), Hodul Dağı (1949 m), Kızıldağ (1768 m), Oylu Dağı (1622 m) ve Kemil Dağı (1530 m)dır. Platoların çoğu Kızılırmak Platosu ismiyle anılır. Basamak basamak 1500 metreye kadar yükselir. Genellikle çıplaktır. Yazlar çok sıcak ve kurak geçer.

Ovaları: Kızılırmak Vâdisinin genişlemesiyle ovalar meydana gelmiştir. Ovalar küçük fakat verimlidir. Sanâyi ve yumru bitkileri yetişir. Kızılırmak, Avanos ve Gülşehir bölgesinde genişler. İlin en büyük ovası Derinkuyu Ovasıdır. 20 km uzunluğunda olup en geniş yeri 16 kilometredir. Bu ovanın bir kısmında sulu tarım yapılır.

Akarsuları: İlin en büyük akarsuyu Kızılırmak’tır. Bu ırmak Avanos ilçesinden Nevşehir iline girip il topraklarını ikiye böler. Arapsun (Gülşehir)den sonra il sınırlarını terkeder. Kızılırmak’a karışan birçok dere vardır. Başlıcaları Damsa Çayı ve Acıgöl Deresidir. Bu iki akarsu üzerinde sulama amaçlı küçük barajlar vardır.