Территория национального парка «Мещера» находится в восточной части Мещерской низменности, расположенной в пределах Московской синеклизы и приурочена к Шиловско-Владимирскому прогибу. Современная поверхность парка сформирована водно-ледниковыми процессами четвертичных оледенений Средне-Русской равнины и представляют собой равнину, слабо расчлененную долинами рек и ручьев. Высота над уровнем моря в пределах 120-140 м. Основу поверхностных отложений составляют водно-ледниковые песчаные отложения мощностью от 1-10 м. Встречаются редкой крупности валуны, галечники, глины, супеси и суглинки.

Основной особенностью рельефа является меридиональное расчленение обширными плоскими понижениями древних ложбин стока на ряд водораздельных поднятий второго порядка. Максимальная амплитуда рельефа Мещеры достигает 140 м, в границах парка — 36 м. Колебание высот в пределах водоразделов составляют не более 20-30 м. Минимальная высота 112 м над у.м.; максимальная высота 148 м над у. м. С меридиональным расчленением Мещеры связано распространение двух основных типов рельефа: вторичные равнины, занимающие повышенные водораздельные участки и флювиогляциальные равнины, приуроченные к их склонам и ложбинам стока. В целом геологическое строение и рельеф данной территории способствует аккумуляции осадочных толщ, выравниванию рельефа и заболачиванию Мещеры.