濟南地形可分為三帶：北部臨黃帶，中部山前平原帶，南部丘陵山區帶。境內主要山峰有長城嶺、跑馬嶺、梯子山、黑牛寨等等。山地丘陵3000多平方千米，平原5000平方千米。最高海拔1108.4米，最低海拔5米，南北高差1100多米。

濟南之所以泉水眾多，是因為它的獨特地形地質構造。濟南處在山東省的心臟地帶，魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原，正好把它夾在中間，為一平緩的單斜構造，高差達500多米，市區的地勢自然也就隨之南高北低，這種南高北低的地勢，利于地表水和地下水向城區匯集。

濟南地下是可溶性灰巖，在漫長地質變遷年代，經過多次構造運動和長期溶蝕，形成了大量溶溝、溶孔、溶洞和地下暗河，成了能夠儲存和輸送地下水的地下管網。濟南南部山脈大量的地下水，沿著石灰巖地層潛流，縱橫交錯，一路向北，遇到了北郊組織緊密的巖漿巖的阻擋，如同一面天然設置的石墻，將水脈阻斷攔蓄。

最終，攔蓄在這里的大量地下水，憑著強大壓力，沿地下連接地表的許多裂縫和通道，一股腦的涌出地面，于是就出現了天然涌泉。也正是這樣的地質構造，使得濟南雖然處在河北平原和魯北平原地震帶上，但地下的震動，卻可以被地下水最大限度的有效緩沖。