西乌珠穆沁旗地处大兴安岭北麓，蒙古地槽东南，地势由东南向西北倾斜，海拔835-1957米;山地占24.9%，多分布在东部地区。相对高差在200米以上。

低山丘陵和波状高平原分别占27.7%和40.5%，相间分布在中北部地区，高平原海拔1000米左右。固定和半固定沙丘占6.9%，呈带状，东西向横穿旗中部。