鄂托克旗以波状高原为主，呈西北高，东南低，平均海拔1800米。阿尔巴斯山主峰乌仁都喜（桌子山）海拔2149.6米。西北部边缘向黄河倾斜，呈条状分布于沿黄河一带的蒙西镇和棋盘井镇北部地区，形成了黄河冲积平原，最低海拔标高1055.5米。
大部分地区海拔在1100～1600米之间，西部、北部除桌子山一带为中低山丘陵地形外，其余大部分地区为缓慢起伏的波状高原和一部分比较平缓的桌状高平台。主要分布在棋盘井镇及以东大部分地区、蒙西镇东南部、阿尔巴斯苏木和木凯淖尔镇大部。
东部、南部为连绵起伏的毛乌素沙地，多为剥蚀洼地和沙丘堆积地形。主要分布在木凯淖尔镇南部、苏米图苏木和乌兰镇。由高度、大小不一，密集程度不同的新月型沙丘和沙山组成。海拔一般在1200 — 1350米之间。沙丘间有常年积水的小湖泊，局部地区有盐渍化现象。该地区地下水埋藏较浅，潜水比较丰富。
