境内山脉，主要由乌抛山东系（俗名铁山系）、大凉山北系、大凉山南系三大系脉组成。分述如下：
乌抛山东系
县境岷江东岩地区的山，来源于井研县西北部的乌抛山，蜿蜒经仁寿、井研入荣县境，复由荣县的胡家岩、艳紫岩入县东境经南阳寺接尖山子山、二龙岩至罗城镇燕子岩。以此为起点，东行为铁山山脉，南行为青狮埂山脉，西行为沙地坳山脉，北行为白马埂山脉。这一地区山峰峻岭多，以铁山、天峰山为主峰，高度达海拔700米以上。
铁山山脉，其分支有白岩山、中埂山、李家坳、鹰嘴岩等，分布于金井、大同等乡。
青狮埂山脉，其分支有一碗水山、点灯山，分布于青狮、新盛等乡。
沙地坳山脉，西有棉花山南延伸有求雨山，其主脉经定文乡至陈范山，分支有金子山、弥勒山、姜石山、虎鼻山、狮子山等。陈范山的分支山头很多，有黄旗山、云龙山、文峰山、丹凤山、石屏山、傅家山、八墩山、高峰寺山、半边山、观音山、金鹅山、将军山、香炉山等，分布于伏龙、玉屏、纪家、下渡、龙孔、公平、大兴、孝姑、新民等乡，构成县境东部丘陵山脉。
白马埂山脉，其分支有豆子山、回龙山、石人山等，分布于罗城镇北部与敖家乡东部一带地区。
大凉山北系
大凉山山脉，于马边县西境分为南、北两系。北系经沐川、乐山入县西境之泉水乡北部。大凉山北系，俗名铜山系，其分支有四：第一分支有大地山、黄家山、木鱼山、佛耳山、真武山等，分布于石溪、泉水乡；第二分支有金子山等，分布于泉水乡之南；第三分支最长，其主脉经山王庙、坛子岩、福田寺山、古佛岩、牛心寺山、白虎山，直达县城西面的营盘山，这一山系长达百里，有许多小分支，如水星山、大坪山、官斗山、黄猫山、火烧山、大岩寺山、沉犀山、仙人山、大山坡、红花冲等，遍布清溪、石溪、马庙等区乡；第四分支经山王庙接官木山、狮子坡，位于马庙西部。
大凉山南系
大凉山南系分三支入县境。
第一支由同兴乡分水岭入，接肖家山、何家山、官斗山、文家山、老虎山、梁家山、方家山、长山埂、跑马埂、牛头山、大佛埂等，分布在双溪乡和同兴乡。其中梁家山最高，海拔1047米。
第二支由九井乡峰门山入，接铁沱岩、大山坪、金鼓山、周家山、白鹤林山、长腰坡、老君山、子云山、官宝山、月岩山等，分布于双溪、清溪、榨鼓、铁炉等乡之间。
第三支由沐川县箭板乡接龙溪乡观音岩、成顶山、铁炉山、仙女山等，分布于新民乡南部、铁炉乡东部地区。
全境山脉，以铁山、水星寨山、陈家山、梁家山、云峰寺山和同兴乡的望乡台等，为东南西北之屏障，构成全县地形特点。县境属川中平缓褶皱区，马边向斜轴部及向大凉山山峦过渡的边缘地带，以单斜地层走向为其特点。东部浅丘多，沿江平坝多，西部深丘峡谷间有低山平坝，形成典型大倾斜褶皱地。
县境河流多属岷江水系，共有大小河流溪沟26条，其中汇水面积大于10平方公里的有17条。岷江、马边河、浏沧河、百支溪、新桥河较大，属常年性河流，其余皆是源短水少的季节性河溪，每逢旱季，干涸断流。