Москва находится в центральной части Восточно-Европейской равнины, в междуречье Оки и Волги, на средней высоте 180 метров над уровнем моря. На юго-западе граничит с Калужской областью.
Город стоит на реке Москве, возвышаясь над нею на 30-35 метров. Рельеф столицы Российской Федерации — России не однороден, он представлен невысокими холмами и низменными песчано-глиняно-известняковыми участками, на которых заметны небольшие моренные поднятия.
Наиболее высокие точки рельефа расположены в юго-западной части столицы, куда заходит Теплостанская возвышенность (максимальная высота — 255 метров), и в северо-западном районе (в районе Химкинского водохранилища), где простираются оконечности южного склона Московской возвышенности. Самые низкие участки городского рельефа находятся на востоке и юго-востоке столицы, куда заходят окраины Мещерской низменности.
На территории Москвы и Московской области насчитывается множество различных водоёмов: маленьких озёр, ручьёв и речек, большая часть которых впадает в Москву-реку. В пределах городской черты крупнейшую водную артерию столицы питают реки Яуза, Сетунь, заключённые в коллекторы мелкие речушки Неглинная, Пресня и другие. Москва-река пересекает столицу в направлении с северо-запада на юго-восток и тянется в пределах городской черты почти на 80 километров, образуя несколько излучин.
Город окружен лесопарковым поясом, причем там ещё отчасти сохранилась естественная растительность. Здесь преобладают сосновые леса, произрастающие на песчаных дерново-подзолистых почвах, встречаются также торфяные болота.

Особенности московского рельефа во многом обусловлены активной человеческой деятельностью: на протяжении многих веков местное население вносило изменения в окружающую природу, о чём свидетельствует наличие так называемого культурного слоя, состоящего из переработанного грунта и остатков старых фундаментов и мостовых, и достигающего в центральных районах города 10-20 метров.

Географическое положение
Москва находится в центре европейской части России, в междуречье Оки и Волги, на стыке Смоленско-Московской возвышенности (на западе), Москворецко-Окской равнины (на юге) и Мещёрской низменности (на юго-востоке). Территория города до 1 июля 2012 года составляла 1081 км², что делало его самым маленьким по площади субъектом Российской Федерации. При этом основная часть (877 км²) находилась внутри кольцевой автомагистрали (МКАД), остальные 204 км² — за кольцевой автодорогой. В 1959г площадь Москвы была 379,4км². В 1979г площадь была 878,7км² После присоединения 2 новых округов площадь территории города увеличилась почти в 2.4 раза и составила 2561,5км² или 256 150га. В сентябре 2014 года в честь 867-летия Москвы специалисты Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) определили координаты географического центра Москвы (по центру масс всех частей города, с учётом Зеленограда): 55,558741° с. ш., 37,378847° в. д. (55°33ʹ31,46ʺ с. ш., 37°22ʹ43,84ʺ в. д.)
Средняя высота над уровнем моря составляет 186 м[источник не указан 4947 дней]. Наивысшая точка находится на Теплостанской возвышенности и составляет 255 м. Протяжённость Москвы (без учёта чересполосных участков) с севера на юг в пределах МКАД — 38 км, за пределами МКАД — 51,7 км, с запада на восток — 29,7 км.

Гидрология
См. также: Гидрология Москвы и Московские водоёмы
Город располагается на обоих берегах реки Москвы в её среднем течении. Помимо этой реки, на территории города протекает несколько десятков других рек, наиболее крупные из которых — притоки Москвы, в частности Сходня, Химка, Таракановка, Пресня, Неглинная, Яуза и Нищенка (левые), а также Сетунь, Котловка и Городня (правые)[9]. Многие малые реки (Неглинная, Пресня и др.) в пределах города протекают в коллекторах.

Физико-географический обзор
Москва расположена на стыке трёх природных областей с разными видами ландшафтов. На юго-западе — Теплостанская ледниковая возвышенность, оканчивающаяся у Москвы-реки Воробьёвыми горами. На востоке и юго-востоке — Мещёрская низменность. На севере — Клинско-Дмитровская моренная гряда. Для каждой из областей характерен свой уникальный рельеф. Воробьёвы горы изрезаны водными потоками и там много оврагов, балок и глубоких долин. Мещёрская низменность отличается довольно плоским рельефом и заболоченностью.
Большая часть города расположена в пределах моренной и флювиогляциальной равнин с широкими речными долинами, имеющими пойму и надпойменные террасы (реки Москва, Яуза и др.). Территорию Москвы почти сплошным чехлом покрывают разнообразные четвертичные отложения — ледниковые, водно-ледниковые, речные, озёрные и другие образования, местами достигающие мощности 50-60 м.
Гидрогеологические условия территории Москвы определяются положением в пределах Московского артезианского бассейна, характеризующегося чередованием водоносных горизонтов и слабо-проницаемых глинистых пластов. В районе Москвы безнапорные и слабонапорные горизонты четвертичных, меловых и юрских отложений сменяются высоконапорными горизонтами каменноугольных, девонских, нижнепалеозойских и докембрийских пород.

Почвы
Естественный почвенный покров, представленный главным образом дерново-подзолистыми почвами, практически сохранился только в отдельных немногих местах, не затронутых городским строительством.
На водоразделах между притоками реки Москвы к югу и востоку от Кремля под сосновыми лесами были развиты преимущественно лёгкие по гранулометрическому составу дерново-подзолистые почвы. К северу и западу — в основном суглинистые и глинистые подзолистые почвы под еловыми и елово-широколиственными лесами. По долинам р. Москвы и её притоков были распространены плодородные аллювиально-луговые и лугово-заболоченные почвы. В центре Москвы естественный почвенный покров сменился строительно-культурным слоем мощностью до 2-3 м, а местами особенно вдоль р Москвы, образовался собственно культурный слой значительной мощности. В целом на большей территории современного города естественный и окультуренный почвенный покров не сохранился.
К территориям, где в той или иной степени сохранился естественный почвенный покров, относятся лесопарки Битцевский, Яузский, Лосиноосторовский, Измайловский, Кузьминский и другие, парки Сокольники, Кусково, заповедные участки Главного Ботанического Сада, лесной дачи Тимирязевской Сельскохозяйственной Академии и др. Здесь наряду с дерново-подзолистыми почвами под елово-широколиственными лесами встречаются почвы без признаков оподзоливания, относимые к бурым лесным и буро-псевдоподзолистые. Естественный почвенный покров, представленный дерново-подзолистыми почвами на морене, сохранился на Воробьевых горах и некоторых других местах.