山形盆地は地殻変動によって形成された構造盆地で、東西10〜20km、南北40kmの南北方向に長い盆地で、中心部を
最上川が流れる。最上川は、中流部分で西南方向から盆地に入り、盆地南部から弧を描いて北上する
須川と合流し、盆地内を北進する。北進する最上川の東側から、
馬見ヶ崎川、
立谷川、
乱川が、西側から
寒河江川が流れ込み、それぞれの流入河川が、
扇状地を発達させている。周辺は、東に
奥羽山脈、西は
朝日山地に囲まれている。南には
上山盆地、
米沢盆地、北には
尾花沢盆地、
新庄盆地など、大小の盆地が続いている。