Mapa físico del Valle del Cauca
Región plana o del Valle físico: Valle entre las cordilleras Central y Occidental de los Andes colombianos. Tiene aproximadamente 240 km de largo y su ancho varía entre 32 km (Yumbo y Palmira) y 12 km (Yotoco, Guadalajara de Buga, La Victoria). El valle se encuentra a una altura de 1.000 msnm en promedio y abarca una superficie aproximada de 3.000 km².
Región montañosa: Comprende las cimas, laderas y vertientes de las cordilleras central y occidental. La cima de la cordillera Occidental en general no sobrepasa los 2.000 msnm de altura, aunque en la parte sur sobrepasa los 3.000 msnm. Al sur en el Departamento del Cauca se encuentra el Cerro Naya, siguiendo hacia el norte están los Farallones de Cali que alcanzan los 4.080 msnm en el pico Pance que es la mayor altura de esta cordillera. Más hacia el norte están los cerros Militar y Pan de Azúcar (3.500 msnm) en los límites con el Chocó. Entre Valle y Chocó se encuentra el cañón del río Garrapatas, el cual es formado entre la cuchilla de Garrapatas (costado sur) y la Serranía de los Paraguas (costado norte), continuando hacia el norte está la cuchilla de Carrizales. En los límites con los departamentos de Chocó y Risaralda se encuentra el Páramo Tatamá con 3.500 msnm. La cordillera central está conformada por regiones de páramo principalmente, entre los que se tienen: Páramo de Iraca (4.200 msnm) en el municipio de Florida, Páramo de Tinajas (3.800 msnm) en el municipio de Pradera, Páramo de Chinche (4.000 msnm) en el municipio de Palmira, Páramo de las Hermosas (4.000 msnm) en el municipio de Cerrito, Páramo de El Rosario en el municipio de Guadalajara de Buga y el Páramo de Yerbabuena (3.500 msnm) en el municipio de Sevilla.
Región Costera o de la Costa Pacífica: Se subdivide en dos regiones: el litoral y la llanura selvática. La parte del litoral comprende toda la zona de manglares a lo largo de la costa y puede penetrar 5 o 25 km dentro del territorio. En el sur se encuentra el Río Naya (límite con el Cauca); hacia el norte la Bahía de Buenaventura se forma en las bocas del Río Anchicayá y la Bahía de Málaga o Magdalena. La isla de Malpelo se encuentra a 400 km de Buenaventura. La llanura selvática va desde donde termina el litoral hasta las estribaciones de la cordillera occidental. En esta subregión abundan los ríos que se forman en las laderas de la cordillera. Hace parte de esta subregión el Valle del Calima. también hace parte de esta subregión la parte denominada de transición andina que se forma por los ramales de la cordillera occidental hacia la costa pacífica. Estos ramales forman cuencas como las que bajan de los Farallones de Cali y separan los ríos Yarumangui, Cajambres, Anchicaya y Dagua.