低地部は多摩川と浅川に挟まれていることで用水路や田が多く、そして礫層を基盤とする台地や丘陵を抱えていることもあって、市内には179ヶ所の湧水が確認されており[1]、これらの特徴を極力生かした街づくりを進めていることが評価されて、国土交通省選定の水の郷百選にも選ばれている。代表的な水路は多摩川から取水している日野用水、浅川の滝合橋「左岸」（実際には平山橋下にある堰）付近から取水している豊田用水、同滝合橋の「右岸」付近から取水している平山用水、万願寺歩道橋（ふれあい橋）の手前から取水している向島用水等である。これら用水の役割は宅地化・市街化の進行により水田が減ったため、最近では以前の農業用水としての存在意義は薄れつつあるが、水環境の保全や防火用水、ヒートアイランド現象の抑制ということで都市に潤いを与えるものとしての価値は高まってきている。そのため、親水公園やビオトープとして、黒川清流公園や向島用水親水路を皮切りに再整備が進められている。
台地部河岸段丘に設けられた階段
北西部にある台地は関東ローム層で覆われており、日野台地と称される。西隣の八王子市に続いていて、かつては桑畑が広がっていたが、昭和10年ごろからいわゆる「日野五社」を始めとする大企業の工場の進出が相次ぎ、大手トラックメーカー日野自動車の本社および工場もここにある。さらに昭和30年代からは宅地としての開発が進んだ。特に昭和33年（1958年）から入居の始まった多摩平団地は団地の先駆け的存在である。
豊田駅の東側から黒川清流公園、神明、新町・東光寺地区にかけて逆「く」の字状に存在する河岸段丘は日野緑地と呼ばれ、市が土地を買い取るなどして開発を抑制している。
丘陵地百草地区のうち「倉沢」
と呼ばれる場所にある酪農
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出典検索?: "日野市" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2011年4月）
市域南部は多摩丘陵が広がっていて、昭和30年代まではハイキング客などで賑わっていたが、その後は宅地化が進み、後述の地区以外は基本的に緑が失われた。
このように丘陵地帯も基本的には宅地となったが、関東三大不動のひとつとして知られる高幡山金剛寺（通称：高幡不動尊）の寺域である高幡山の周辺や程久保・南平地区にある都立の多摩動物公園と七生公園、市立南平丘陵公園付近は公園として緑が残されていて、都立七生公園では草を完全に刈らないといったことも実施されている。
百草・倉沢地区の周辺では環境意識の増加などにより、小沢緑地と京王線、多摩市境の内側を中心に「倉沢里山を愛する会」や市民らの協力によって森林を保全しており、一部では緑地内に遊歩道も存在する。この区画内は一部に田畑があり、農業が行われている、他には市内で唯一の酪農なども行われている。 関東平野の内陸に位置するため都心よりも冬は2?3℃気温が低く、積雪は20?30cmほど。宅地化の進展などによる反射熱により、夏の最高気温は反対に高い場合もある。
気候
落川用水
上田（かみだ）用水
上村用水
川北用水
黒川水路（用水）
高幡用水
豊田用水
日野用水
平山用水
向島用水
南平用水
ただし、これ以外にも多数の水路が存在し、これら水路の総延長は全て合わせると約180km近くに及ぶ。
隣接している自治体
東 - 府中市
北 - 国立市、立川市、昭島市（昭島市とは道路や陸上で接していない）
西 - 八王子市
