洛阳盆地，是由崤山及其支脉邙山、熊耳山，嵩山及其余脉万安山等围成的一个盆地。西部海拔约150米；向东逐渐降至110余米；地面坡度在0.5°以内。

盆地内南北高，中间低，略呈槽形。

北部为邙山黄土丘陵，中部是呈三级阶地的伊、洛河冲积平原，南部为万安山低山丘陵和山前洪积冲积坡地。

盆地呈东西狭长的椭圆形，地势自东向西倾斜，盆地内西部海拔150米左右，向东逐渐降至110余米。

洛阳盆地地貌形态有其特殊的地质背景。盆地被崤山隆起、熊耳山隆起、太行山隆起、邙山隆起和嵩山隆起环绕；南与伊川盆地相邻。根据盆地基底性质、构造线展布方向和中新生界发育状况等特征；可将盆地划分为洛宁凹陷、三乡凸起、宜阳凹陷、新安凸起和洛阳凹陷五个次级构造单元（图1）。盆地发育北东向主沉积中心；但盆地中多数次级凹陷仍然受北西西向负反转断层制约；具有次级沉积和沉降中心。这反映了北东向构造与北西西向构造的先后叠加关系；表现出“北东控盆、北西西控凹”的构造特征。反转作用强度自东向西减小；由反转断层所控制下的第三系厚度及其分布范围；也由东向西分别减薄、减小；次级凹陷相应自东向西变浅变小。

　通常的“洛阳盆地”是狭义上的；也是本文讨论河道变迁主要涉及的；指由不同走向基底断裂围合而成的洛阳凹陷；包括北面近东西向的麻屯—偃师断裂、南面北东向的宜阳—偃师断裂、西北面北东东向的石陵—孟津断裂和西南面北西西向的新安—半坡断裂（图1、图2）。有观点认为；洛河断裂东段最新活动时代为中更新世中期；偃师断裂则为中更新世晚期。也有研究认为；全新世以来部分断裂带仍有显著活动。如北东向石陵—孟津华夏式扭性断裂一万年以来有过中级地震；盆地中东部沿洛河一线的北东东向华夏式压扭性洛河断裂一万年以来有过中强地震发生；盆地西南部的北西向扭性新安—温泉街断裂；沿断裂带一万年以来有火山活动、热水点分布及弱震发生。盆地中北东向及东西向的偃师断裂居于主导地位；属于活动性断裂；这也是伊、洛二水走向的深层地质背景所在。其走向与上述“控盆”的北东向断裂吻合；涧、瀍二水走向则与“控凹”的北西西向断裂相符。据图3可知；洛河东段流路与麻屯—偃师断裂走向高度一致；伊河流路与宜阳—偃师断裂的走向吻合；涧、瀍二水的走向则与新安—半坡断裂线大体相符。

　　洛河的流向在盆地中部存在明显转折。在今洛阳洛龙区西石桥村以西；洛河自西南流向东北；在西石桥村以东转为近东西向。在今杜甫大道与滨河大道交叉处与郭家滩之间；洛河转而由西北向东南于杨村与伊河交汇。洛河自西南向东北流的河段明显受石陵—孟津断裂走向影响；自西向东及由西北向东南的流路则受麻屯—偃师断裂带影响。麻屯—偃师断裂位于邙山南麓；西起孟津麻屯；经平乐、石桥至偃师寺沟；全长51千米；为东西走向；向南倾；倾角70°；是隐伏的深大断裂；断距达数千米。受此断裂影响；且河水冲刷北岸；在弯道环流下；洛水河道在今洛龙区酒务村与西石桥村东新庄附近出现河曲。

洛阳盆地内是广袤的平原，地势平坦开阔，交通便利；气候温暖，物产丰茂。肥沃的冲积平原保证了农业生产的丰收，使之能够养活密集的人口帝王建都之所。

洛阳盆地还有广大的河谷地带。

有学者从生态环境的角度论述了洛阳盆地所具有的多重过渡性特征：

气候方面，这里处于北亚热带向暖温带的过渡带；

地形方面，这里处于二级阶梯向三级阶梯的过渡带；

纬度方面，这里处于中纬度向高纬度的过渡带；

经济文化类型方面，这里处于粟作农业和稻作农业的过渡带；

文化传统方面，这里则是四方文化的辐辏之地。

这些过渡性特征及其所具有的多重边缘效应（edgeEffect），使洛阳盆地不仅具有多重的生态适宜性，而且具有很强的环境承载力，从而成为早期王朝建国立都的理想生境。

建于盆地内的都邑如夏都二里头遗址、偃师商城、东周王城、汉魏洛阳故城、隋唐洛阳洛阳。