历城区位于山东省中部偏西北，南依泰山，北跨黄河与齐河县、济阳县接壤，东邻章丘市，西接长清县。地处鲁中南低山丘陵与鲁西平原交接地带，地势南高北低，自南向北地貌类型主要为山地、丘陵、平原三部分。南部为山地丘陵带，中部为山前平原带，北部为临黄平原带。区境东西宽50公里，南北长64公里，面积1694．25平方公里。南部山丘多系太古代片麻岩构成。向北的山丘为寒武纪和奥陶纪石灰岩构成。山前平原广泛覆盖着第四纪沉积，其下为石炭纪灰岩，在灰岩地段内有大量火成岩侵入，形成岩体、岩床、岩墙等结构，奠定了历城地质构造基础。 

历城区南部山区为泰山褶皱山地的北翼。南翼断陷，北翼形成单斜构造，即由泰山向北的顶面，保持微向西北缓倾单斜面的原始形态。主要山脉有梯子山、高尖山等。

梯子山位于济南南部山区，西营镇降甘峪的南端，海拔９７６米，主峰耸入云端，气势苍茫，山坡下的梯子山村，２０几户人家，百十口村民，全村以种植果树为主。这是一个山清水秀、景色宜人的地方，并且有几处名泉，无名泉则数不胜数。泉水常年不枯，是锦绣川水的发源地之一。

高尖山是历城境内仅次于梯子山的雄峰，海拔856米，它高耸于西营镇东北方向。望着它尖细的锥状山顶，看着它一片绿色不见小径的坡面，几次从它脚下行走，几次寻访当地老乡都未能确定它的上山之路。

历城区境内有黄河玉符河系、小清河河系、海河流域徒骇河系三大河系，共有大小河流、河沟32条。主要河流有由西向东的黄河、小清河。黄河南岸长31.77公里，北岸长16.49公里；小清河境内长度35公里，流域面积825.16平方公里。从南山区发源，流向由南向北的河流有玉符河、巨野河、土河、刘公河、赵王河等，均为季节性河流。玉符河，境内长度26公里，流域面积149.2平方公里。巨野河长度48.5公里，流域面积235平方公里。此外由东向西流入卧虎山水库的锦绣川，长度36公里，流域面积221.6平方公里。由南向北流入卧虎山水库的锦阳川，长度32公里，流域面积1819平方公里。 

主要旅游景点有四门塔风景区、华山风景区、济南野生动物世界、蟠龙山森林公园、药乡国家森林公园、红叶谷生态文化旅游区、锦云川乐园、九顶塔民族风情园、金象山滑雪场、卧虎山滑雪场。