位于内蒙古自治区东部大兴安岭南段山地与冀北、辽西山地之间，东与东北平原相接。东西长270千米，南北宽100～200千米，西部狭窄，东部宽阔，总土地面积5.29万平方千米。

平原的南、北、西三面呈马蹄形分布着波状沙地，地表均由松散的第四纪沉积物组成，主要有冲积、洪积、湖积以及风积物。地表下部一般为冲积、洪积沙砾层，上部覆有不厚的风积细沙。沉积物厚度从西北向东南增大，外营力以流水和风力作用为主。在查干木伦河、哈通河、乌力吉木伦河、巨流河及登岭河等河流的下游地段为冲积平原，河谷谷地宽广，阶地不明显，河曲及牛轭湖发育。地势西高东低，南北向中央倾斜，海拔从320米降到90米。

西辽河平原为西辽河及其支流联合形成的冲积平原，主要位于教来河—西辽河—新开河的河间地带，以及西拉木伦河下游两岸及乌力吉木伦河三角洲地区。冲积平原是区域的主要地貌类型，地势平坦，面积大，由新开河及西辽河的河漫滩及阶地所组成。河漫滩分布不对称，高0.2～10米，向河床倾斜1°～3°，宽500～2000米；组成物质为粉沙、细沙、黏质沙土和沙质黏土。阶地只有一级，分布对称，宽2～20千米，高2米左右，坡度0.5°～1°；组成物质为黏土、亚黏土、细沙、中沙和粗沙，现大部分已作耕地。平原上，由于河流改道变动，留下无数古河道。河流改道的主要原因，是由于河水含沙量大，不断产生淤积，河床日益增高。西辽河下游地段，历史时期变动频繁而复杂，常左右摆动于宽十几千米的范围。平原上地势低平处，受修建水库、大水漫灌等影响，排水不畅，使现有部分耕地产生次生盐渍化。

在西辽河下游处有大面积的近代风成沙地，沙丘以固定、半固定类型为主。其中，固定、半固定沙地占80%以上；流动沙地占15%左右，有逐渐扩大趋势，其分布均与河流流向和古河道保持一定的关系。沙垄通常见于河道两侧，以乌力吉木伦河右岸的沙垄最为明显，沙带长100多千米，宽1～5千米，相对高度达10～25米。甸子地分布于西辽河平原东部，地势低平，地下水位高，埋深小于1～1.5米，土壤有不同程度的盐碱化和沼泽化；介于西辽河与新开河之间地带，地面随着河流的比降向东倾斜，海拔120～350米。河流改道与洼地纵横交错。除吐尔基山有一个小块基岩裸露外，地表均为第四纪松散沉积物。在河流两岸和丘间洼地内，分布着冲积相的粉沙、细沙、中沙及少许砾石。部分丘间洼地中还有湖相黏土、亚黏土、细沙和中沙。平原与阶地上则分布着大片风积沙层。