Como su nombre lo indica, gran parte del territorio de la provincia forma parte de la extensa llanura pampeana, sin embargo, existen importantes variaciones de relieve.

En el centro oeste se ubican las mahuidas, antiguas montañas bajas muy erosionadas entre las que se destacan la sierra de Lihué Calel (ver: Parque Nacional Lihué Calel), las sierras de Carapacha Grande y Carapacha Chica, las Lomas de Olguín, las Sierras Chicas, las de Choique Mahuida y la de Pichi Mahuida. El clima es templado, las precipitaciones superan los 500 mm  anuales en el noreste y disminuyen hacia el oeste.