Diyarbakır’ın topraklarının, % 37’si dağlar, % 31’i ovalar, %30’u platolar % 2’si yaylalardan meydana gelmiştir. İl çanak şeklinde bir havzadan ibârettir. Bu havzanın ortalama yüksekliği 700 metredir.

Dağları: Diyarbakır, Güneydoğu Torosların kollarıyla çevrilidir. Batısında Mâden Dağları yer alır. Mâden Dağlarının en yüksek noktası 2230 metredir. En yüksek yerleri: Tosun Tepe (2813 m), Hasar Tepe (2761 m), Ömer Tepe (2075 m), Karacadağ (Kollubaba Tepe 1957 m), Kuştaşı Tepe (1727 m), Yuva Tepe (1547 m), Tumtaş Tepe (1576 m)dir. Diğer dağları ise Uzuncaseki Dağı, Yumru Dağı ve İnceburun Dağlarıdır.

Ovaları: Diyarbakır ovaları bazalt levhaları ile örtülü kırmızı-kahverengi topraklardır. Diyarbakır Ovası 40 bin hektardır. Dicle Nehri ortadan geçer. Doğu kısmı daha bereketlidir. Gevran (Ergani) Ovası 15 bin hektar olup etrâfı tepelerle çevrilidir. Karahan Ovası 10 bin hektardır. Kiki Ovası 25 bin hektardır. İlin en verimli ovasıdır. Buğday ve arpa ekilir. Behremki Ovası 18 bin hektar olup, bereketlidir. Ayrıca 5 bin hektardan küçük olan Lice, Hazro, Çermik, Çüngüş, Piran, Hani, Kulp Şerit ve Dicle ovaları vardır.

Akarsuları: Diyarbakır’ın en önemli akarsuyu Dicle Nehridir. İli Dicle ve kolları sular. Mâden Suyu ile Birklin Suyu Dolucan’da birleşerek Dicle Nehri meydana gelir. Birklin Suyu Birklin Mağaralarından çıkar ve Dibni Suyu buna karışır. Mâden (Ergani) Suyu Gölcük’ten çıkar. Dicle Nehri Devegeçidi Suyu, Havar, Yenice, Karasu dereleri ile, Anbar, Kuru, Pamuk, Sinan ve Batman çaylarını alır. Daha ilerde Göksu ve Aşağı Hanik çayları Dicle’ye katılır. Batman Çayı Dicle’nin önemli bir koludur. Uzunluğu 100 kilometredir. Gühermi Dağından çıkan Kulp Suyu, Muş’tan gelen bir kolla birleşir. Melul Dağından çıkan Şakiram Çayını alarak, Sason Dağlarından gelen ikinci kolla birleşir. Diğer küçük akarsular ise Sinan Suyu, Çangüş Suyu, Göz Suyu, Medrap Suyu ve Kalhane Suyu ile Meda Çayı ve Sinek Çayıdır.

Gölleri: Diyarbakır’da tabiî göl yoktur. Baraj gölleri ile göletler vardır. Devegeçidi Barajı: Devegeçidi Deresi (Suyu) üzerine kurulmuştur. Sulamada kullanılır. 10 bin hektarlık arâziyi sular ve 180 milyon m3 su toplanır. Karakaya Barajı: Malatya sınırında Fırat üzerine kurulmaktadır. Enerji ve sulama maksadıyla kullanılacaktır. İnşaat bittiğinde 7,5 milyar kilovat-saat enerji istihsal edilecektir. İçme suyu temini ve tarım arâzisini sulamak için Ortaviran, Gözegöl ve Kurtkaya göletleri yapılmıştır.