ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยที่ราบซึ่งเกิดจากการที่แม่น้ำพัดพาเอาเศษหิน เศษดิน กรวดทราย และตะกอนมาทับถมพอกพูนมานับเป็นเวลาล้าน ๆ ปี บริเวณที่ราบของภาคนี้กินอาณาบริเวณตั้งแต่ทางใต้ของจังหวัดอุตรดิตถ์ลงไปจนจรดอ่าวไทย นับเป็นพื้นที่ราบที่มีขนาดกว้างใหญ่กว่าภูมิภาคอื่น ๆ ของประเทศ อย่างไรก็ตามบางบริเวณของภาคกลาง มีภูเขาโดด ๆ ทางจังหวัดนครสวรรค์และด้านตะวันตกของจังหวัดพิษณุโลก จากหลักฐานทางธรณีวิทยา สันนิษฐานว่าภูเขาโดดเหล่านี้เดิมเคยเป็นเกาะ เพราะน้ำทะเลท่วมขึ้นไปถึงจังหวัดอุตรดิตถ์ในหลายยุค พื้นดินยกตัวสูงขึ้น รวมทั้งการกระทำของแม่น้ำหลาย ๆ สายซึ่งมีการกัดเซาะสึกกร่อนและการทับถมพอกพูน ทำให้บริเวณดังกล่าวเป็นที่ราบอันกว้างใหญ่ของประเทศ

เมื่อพิจารณาตามลักษณะโครงสร้าง บริเวณภาคกลางสามารถแบ่งได้เป็น 3 เขต คือ

1. ภาคกลางตอนบน ได้แก่ บริเวณตั้งแต่จังหวัดนครสวรรค์ขึ้นไปทางตอนบน ครอบคลุมพื้นที่ในเขตจังหวัดกำแพงเพชร พิจิตร พิษณุโลก สุโขทัย รวมทั้งบางบริเวณจังหวัดเพชรบูรณ์ ภูมิประเทศโดยทั่วไปในบริเวณตอนบนนี้ ประมาณ 2 ใน 3 ของพื้นที่เป็นที่ราบลุ่มแม่น้ำและที่ราบลูกฟูก (rolling plains) ซึ่งเกิดจากการกระทำของแม่น้ำสายสำคัญ ๆ คือ แม่น้ำปิง แม่น้ำวัง แม่น้ำยม แม่น้ำน่าน และลำน้ำสาขา ภูมิประเทศที่เป็นลูกฟูกนั้นอาจเกิดจากการที่แม่น้ำพัดพาเอาเศษหิน กรวด ทรายที่มีขนาดใหญ่และตกตะกอน ก่อนทับถมพอกพูน ถ้าหากเทียบกับดินตะกอนแล้ว ชนิดแรกสามารถต้านทานต่อการสึกกร่อนได้มากกว่าชนิดหลัง ทำให้กลายเป็นภูมิประเทศคล้ายลูกคลื่น มีลูกเนินเตี้ย ๆ สลับกับบริเวณที่ง่ายแก่การสึกกร่อน ซึ่งกลายเป็นร่องลึกมีลักษณะเป็นที่ราบลูกฟูก นอกจากนี้การกระทำของแม่น้ำยังทำให้เกิดที่ราบขั้นบันได (terraces) ที่ราบลุ่มแม่น้ำหรือที่ราบน้ำท่วมถึง (flood plain) ของแม่น้ำปิง แม่น้ำยม และแม่น้ำน่าน อีกด้วย ภูมิประเทศทางด้านตะวันออกของเขตนี้เป็นภูเขาและทิวเขาจรดขอบเขตของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ แนวทิวเขาดังกล่าว ได้แก่ ทิวเขาเพชรบูรณ์ 2 ซึ่งต่อเนื่องมาจากทิวเขาหลวงพระบาง ระหว่างทิวเขาเพชรบูรณ์ 1 กับทิวเขาเพชรบูรณ์ 2 มีที่ราบแคบ ๆ ในเขตอำเภอหล่มสักและจังหวัดเพชรบูรณ์ ที่ราบนี้มีแม่น้ำป่าสักไหลผ่านลงไปทางใต้ ทิวเขาเพชรบูรณ์ 2 นี้ส่วนใหญ่เป็นหินแอนดีไซต์ หินไดโอไรต์ยุคเทอร์เชียรี ทางด้านตะวันตกของทิวเขาสูงนี้เป็นที่ราบเชิงเขาสลับลูกเนินเตี้ย ๆ ไปจนจรดที่ราบลุ่มแม่น้ำ

2. ภาคกลางตอนล่าง เป็นที่ราบลุ่มซึ่งเริ่มตั้งแต่ทางตอนใต้ของจังหวัดนครสวรรค์ลงไปจนจรดอ่าวไทย ภูมิประเทศภาคกลางตอนล่างบริเวณดินดอนสามเหลี่ยมแม่น้ำเจ้าพระยา พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นดินตะกอนที่แม่น้ำเจ้าพระยา แม่น้ำท่าจีน แม่น้ำแม่กลอง และแม่น้ำบางปะกงพัดพามา แม่น้ำเหล่านี้เมื่อไหลผ่านบริเวณที่เป็นที่ราบ ความเร็วของกระแสน้ำจะลดลง วัตถุต่าง ๆ ที่ละลายปนมากับน้ำจะตกตะกอนทับถมพอกพูน ซึ่งตะกอนเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยทรายละเอียด ดินเหนียว และดินตะกอน บางส่วนไปตกตะกอนในบริเวณปากแม่น้ำเจ้าพระยา ตะกอนที่ทับถมห่างจากชายฝั่งออกไปไม่ต่ำกว่า 1.5 กิโลเมตร และยังก่อให้เกิดสันดอนในแม่น้ำ ทำให้เกิดอุปสรรคในการคมนาคมทางน้ำเป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ดินตะกอนที่แม่น้ำพัดพามามีประโยชน์ในการปลูกข้าวซึ่งเป็นพืชหลักของประเทศ ทั้งนี้เพราะดินตะกอนสามารถอุ้มน้ำได้ ความหนาของชั้นดินตะกอนในบางบริเวณที่มีการขุดเจาะเพื่อสำรวจทางธรณีวิทยา พบว่าบางแห่งหนาเกิน 120 เมตร จึงจะถึงหินดินดาน (dedrock) ข้างใต้

3. บริเวณขอบที่ราบ (marginal plain) ได้แก่ ภูมิประเทศที่มีลักษณะเป็นที่ราบแคบ ๆ บางบริเวณทางด้านตะวันตกของจังหวัดอุทัยธานี สิงห์บุรี สุพรรณบุรี และนครปฐม และบางบริเวณทางด้านตะวันออกของจังหวัดสระบุรีและลพบุรี ซึ่งลักษณะภูมิประเทศดังกล่าวมีความแตกต่างจากที่ลุ่มแม่น้ำในทางธรณีสัณฐานวิทยา ทั้งนี้เพราะหินที่สึกกร่อนกลายเป็นดินรวมทั้งน้ำเป็นตัวการทำให้เศษดิน เศษหิน เหล่านี้มาทับถมในบริเวณเชิงเขา และส่วนที่ต่อแนวของที่ราบลุ่มแม่น้ำเมื่อเปรียบเทียบลักษณะการเกิดพบว่าต่างกัน บริเวณทางด้านตะวันตกของจังหวัดลพบุรี โดยเฉพาะในเขตอำเภอโคกสำโรง เป็นที่ราบสลับลูกเนินเตี้ย ๆ ซึ่งบริเวณนี้สึกกร่อนมาจากหินปูน (ชุดราชบุรี) หินชนวน และหินดินดาน ทำให้ดินมีสีเทาเข้มถึงดำ นอกจากนี้ในบางบริเวณยังมีหินอัคนีแทรกขึ้นมาเป็นหย่อม ๆ มีหินบะซอลต์และหินแอนดีไซต์ปนอยู่ด้วย บางแห่งมีแร่เหล็ก เช่น ที่เขาทับควาย อำเภอเมืองลพบุรี จังหวัดลพบุรี พื้นที่บริเวณขอบที่ราบทั้ง 2 ด้าน ปัจจุบันเป็นแหล่งที่มีความสำคัญในการปลุกพืช เช่น ข้าวโพด อ้อย ข้าวฟ่าง มันสำปะหลัง และอื่น ๆ กลายเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศ