Teritorija grada je nepravilnog romboidnog oblika i prostire se na 905km2. Ovaj prostor u pravcu zapad-istok preseca dolina reke Kolubare. Severno od ove doline teritorija je brežuljkasta i zatalasana, dok je na jugu reljef značajnije izdignut, čineći terasaste forme severne podgorine lanca Valjevskih planina sve do samog grebena i vrhova Maljena, Bukova, Povlena, Jablanika i Medvednika koji se izdižu do preko 1.300 metara nadmorske visine.

Posebnu turističku atrakciju valjevskog kraja predstavljaju kraški oblici reljefa, kako površinski, tako i podzemni. Rečne doline kanjonskog tipa razdeljuju valjevski kras u nekoliko sekundarnih celina:  Brezovački, Lelićki, Bačevački, Lepenički. Orijentisane su u pravcu jug-sever, tj. u pravcu nagiba topografske površine i stupnjevito poređanih zaravni. Najpoznatiji je Cvijićev lelićki karst (mero karst) sa svojim specifičnim nadzemnim i podzemnim oblicima.

Dominantni oblici valjevskog krasa su vrtače. Najčešće se javljaju u nizovima, prateći karstifikovanu dolinsku mrežu. Pored niza vrtača javljaju se i slobodno raspoređene vrtače, na kraškim površinama ili na blažim padinama-nekadašnjim dolinskim stranama. Različitog su oblika i dimenzija, a veće se kreću od 50-100 m u prečniku, dok su po obliku pretežno levkaste. Dubina pojedinih vrtača iznosi oko 20 m. Pokrivene su zemljišnim slojem, obrasle samoniklom vegetacijom ili se obrađuju. Najplodnija su dna vrtača, u kojima se gaje povrtarske kulture.

Koliko su vrtače tipične kao površinski oblici, toliko su pećine karakteristične kao podzemni oblici valjevskog krasa. Uz njih se često sreću i jame i ponori. Kao najbrojniji podzemni oblici pećine se nalaze mahom na stranama kanjonskih dolina Sušice, Gradca, Jablanice i Ribnice.