库周属宜黑山脉太华低山丘陵区，库区地形地势由南向北倾斜，丘顶高程30～40m，山顶高程105～203m。大坝下游为广阔的漫滩及冲积平原，地势较平坦，地面高程18m左右。
东副坝地段为古河道及阶地，沉积了厚约15m的砂卵砾石层与土层，原始地势平坦，地面高程一般25～26m，在溢洪闸地段的小丘边存在一基本对称的“V”形洼地，洼地底部高程约为17～18m；主坝位于开阔的“U”型河道上，砂卵砾石层与土层厚3～6m，原始地形沿坝轴线起伏不大，地面高程约15～19m；西副坝地段由一系列孤山小丘组成，地面起伏不平，地面高程26～42m。