Địa hình khu Mông Dương là các đồi núi liên tiếp nhau, điểm cao nhất của địa hình ở khu trung tâm có độ cao +165m và điểm thấp nhất là lòng sông Mông Dương. Sông Mông Dương chảy dọc khu thăm dò và bao quanh ở phía Tây và Tây Bắc khu mỏ. Địa hình ở đây bị phân cắt mạnh bởi hệ thống suối, các suối đều tập trung đổ ra sông Mông Dương. Có hai dải núi chảy theo hướng Đông Tây, thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc xuống Nam, độ dốc các sườn đồi từ 15o 35o. Hiện tại nơi thấp nhất có độ cao -15m (đáy moong), nơi cao nhất đạt đến gần 170m. Ở phía Nam và Đông Nam địa hình nguyên thuỷ bị đào bới do khai thác lộ vỉa và lộ thiên của các xí nghiệp khai thác than trong khu vực. Phần Trung Tâm khu mỏ địa hình nguyên thuỷ còn nguyên vẹn, phần lớn diện tích được phủ bởi thảm thực vật là cây keo. Một phần diện tích ở phía Nam là bãi thải của mỏ Cao Sơn. Do ảnh hưởng của quá trình khai thác lộ thiên và hầm lò một số nơi mặt địa hình bị rạn nứt và sụt lún, các khe suối nhỏ bị vùi lấp đã tạo điều kiện cho nước mặt, nước mưa ngấm xuống bổ sung cho nước dưới đất và chảy vào khu vực khai thác hầm lò. Địa hình khu Đông Bắc Mông Dương gồm các đồi núi thấp dạng bát úp, sườn núi thoải từ 25o  30o, độ cao của đỉnh núi từ 50  100m, có nhiều thung lũng nhỏ và hẹp là phần hạ lưu của sông Mông Dương tạo thành. Các khe suối trong vùng có đặc điểm dốc và ngắn, nên nước mặt thoát nhanh chóng và dễ dàng. Hầu hết các suối chỉ có nước về mùa mưa, mùa khô lòng suối khô cạn, nước chỉ còn ở dạng thấm rỉ.