Город протянулся вдоль Волги на 34 км от реки Гусёлка на севере до железнодорожной станции Нефтяная на юге. Центральная и южная части города расположены в котловине (высота над уровнем моря 50—80 метров), окружённой с трёх сторон невысокими горами Приволжской возвышенности: Соколовая(165 м), Лысая (286 м), Лопатина (274 м), Алтынная (251 м), Увек (135 м).
Холмы западной части города покрыты лесом Кумысной поляны. Территория города сильно расчленена оврагами и балками, идущими к Волге. Главные из них к северу от Соколовой горы: Маханный, Сеча, Алексеевский, Дудаковский, Слепыш. В приволжской котловине: Глебучев (с ответвлениями Мясницкий и Кооперативный), Белоглинский, Вакуровский (Кладбищенский и Дегтярный), Безымянный (Мутный ключ), Залетаевский (Рокотовский), Токмаковский.