一 山脉
区境东北及东至东南部有两条山脉，大体呈东西方向展布，属沂山余脉。
千山山脉 西起夏庄千山头，蜿蜒东去，经梁山、墓山至离谷山出境，与鲁南第一高峰抱犊崮相连，再向东绵延数百里接沂蒙山。千山山脉在区境内大小山头63个。其中最高山峰为邹坞镇内的离谷山，海拔高度334米。
圣土山脉 东起峄城北檀山，逶迤向西，经大山进入区境。至南常乡黄风口以西又分为南、北两条余脉:南脉由日月山、奶奶山向西经东西介沟、董庄、上殷、曹窝，至常庄乡东小庄村北的临山；北脉转向西北兴仁乡的东、西巨山、凤凰山，至匡山头村的匡山。圣土山脉在区境内有大小山头52个。其中，最高山峰为南常乡境内的圣土山，海拔高度374.3米。
本区的名山有:
焦山 位于南常乡东北部。清《峄县志》记载:“焦山，县西北50里，山也，童无草木，望之若焦，其阴有壑焉。旁皆峭壁，水出石穴，汇为潭，清波溅，曲 折流沙砾间。雨后泉涌，水势益壮。”今山北鹿建有黑峪水库。
朝阳山 位于南常乡北部边境。清《峄县志》记载:“朝阳山在焦山南里许，东西两岸，大石参差上耸，各相向如揖，而东麓则龙头之汪流绕其下，曲折迤逦而南出。断岸巨垣仰卧中流，怒泉飞渡，喷珠沫雪，声振水外，旁有磐石，可坐数十人。游人多觞咏其间，以其类柳州石，名曰石头之汪。”今石头之汪已不复存在。朝阳山南有奶奶山，亦称天姥寨山。奶奶山阳有玉华泉，西麓有凉泉，二泉水合流经南常过杨庄入大运河。
圣土山 位于南常乡东北端，海拔374.3米，为全区最高山。1980年，枣庄市彩色电视转播台在山顶动工兴建，建成6.5公里的盘山公路，1982年5月建成转播。圣土山阳为杏花峪。春日满峪杏花灿若云锦;夏时杏黄累枝，香气扑人。山阳遍植石榴，沿东数十里，与峄城万亩榴园相接。山有圣土泉，水南流过牛山西注入大运河。圣土山东为羊鼻子山，海拔362米，为本区第二高山。
井字峪山 又名井子峪，位于南石乡西部。清《峄县志》记载:“井子峪，县西北50里。两崖峭壁对峙，其北岩回抱如曲几，琳宫兰宇，层叠参差，乔木百章，望如云雾，岩之前悬空，下覆如屋。石泉一泓，为井。甚清且甘，不涸不溢，常浮井面，境地幽邃。邑人士多读书其间，或夏月兼藉以避暑。凉爽在腹，不烦风籁也。又山北有华佗阁，阁右一洞，可容十数人。深入暗，不知所届，人无敢游者。”据考，井字峪山之琳宫兰宇为汉、唐年间所建，历代重修。前殿称三星殿，祀奉福、禄、寿三神。中为玉皇阁，高悬“昊天宫”扁额。阁内以石作料，雕刻玉皇大帝神像，栩栩如生。金童玉女站立两侧，两厢十大阎君各具神态，西一殿为王母殿，墙壁为十二美女像，侧有送子娘娘，后殿称三齐楼、倒坐观音堂。上述殿宇今存遗址。
昔日，井字峪山主峰有寨。为清咸丰、同治年间村人袁金岐、褚慎助创修。寨包六山，周长20余里。惟峪北口宽平，可通马车，垒石高厚若城垣，而险隘过之。屡被贼围未尝失守。寨今存遗址。
奚公山 奚公山，又名千山头、青山头，地处夏庄乡境内。历史悠久，胜迹众多，峰峦绵延百里，素有“仙山”之称。山西南有古奚邑遗址，山西绣球山有奚仲墓，其侧有冉求墓。奚公山深处有奚仲造车遗址。奚仲乃黄帝后裔，据传奚仲发明造车，夏禹时被封为车服大夫。后人为纪念这位伟大的发明家，在造车处建造起车服祠，其遗址尚存。奚邑故址南之奚村、后湾、前湾、河北庄、梨园平原上，有灰层、灰坑，并发现火种，多处散落有陶片、石斧、打击器，被市定为大汶口文化遗址。
昔日奚公山寺庙庵院林立，观洞毗连，香火朝墓不绝。据《滕县志》载:唐朝老道士王和斋第一个来奚公山玉皇阁。明天启年间，道士张敬慈从沛县云游至此，住山玉皇阁内，经多年募化，积累巨资，兴建三宫。
玉皇顶位于山峰之西，楼阁建造多为古式，工程宏伟，高悬半空，气势威严，人至有凌空之感。庙内奉有金色玉帝塑像，端坐正殿，身高丈余，令人不敢逼视。从山下望玉皇顶，若隐若现，登石级而上，两侧苍松翠柏，葱茏茂密，山苍遍野，雀鸟啼鸣。登至峰顶，临高远望，南有蟠龙长河西流，曲折蜿蜒，势如长龙；西南微山湖，烟波浩渺，鱼帆点点，碧波映天。山中白云蓊郁而起，玉皇顶浮于白云之上。当地至今有“千山头出云，用雨不要问神”之说。
山西麓有仰止阁，建于明代，为一代鼎名宗师刘玄阳修道处。庙内古梅一株，高丈余，粗数尺，据传为刘玄阳所植。每到腊月寒冬，花开盈枝，引众多游者观赏。惜1990年刨掉。
北部三宫，依山连谷，古树参天，景色清幽。游者至此，如入仙境。明、清以来，多有文人墨客，宦游之人，居于此宫，饮酒赋诗，修道养性。明代大书法家董其昌在此留下歌颂奚公山的诗句。五世道祖胡世明曾任过湖南道台，为遭难千里跋涉，隐居于此出家为道。
奚公山峰高洞深多泉。昔日东麓白云洞深数丈，可容20余人。北麓朝阳洞石隙泉水外流，甘洌清澈，游人乐饮之。山腰一洞，深不可测。据传此洞出大莽，伤害许多僧人道士。今当地仍有“千山头出神仙，诓死多少道人和和尚”的传说。洞口已封。
玄都观庙院宏大，殿宇雄伟，昔道众多来祭神。庙门外一株古柏，树身数围，荫遮数亩，郁郁苍苍，可惜毁于十年动乱。仙人桥从树荫下通过，桥下水流潺潺，常年不息。观内松、槐、桃、楸，混交成荫。每到春时，松涛碧绿，桃红映天。百鸟飞集。一年四季，晨钟暮鼓，经声回旋。每逢农历九月十二日奚公山会，成千上万的四方游宾，八方香客，从各地赶来，登山焚香，朝拜玉帝，善男信女，络绎不绝。
山之西里许有紫竹庵，据传为李氏携女入庵，真心修道而建。紫竹庵规模宏大，建造别致，古香古色。大殿前两座石碣相对而立，碑碣高55.5米，宽1.5米。碑额四龙盘绕，神态生动。东碑文为工整楷书，西碑文为大草书，明代大书法家董其昌手笔，均为歌颂李氏功德。可惜“文化大革命”时期被破坏。
奚公山西数里为古驿道。古驿道向东绵延数百里，为齐鲁之屏障。历史上亦为军事之要地。《左传》载:“夏五月丙午及齐师战于奚。”奚即指今之奚公山下。太平天国时期，下属义军同地方武装在叮山发生激烈战斗，双方伤亡惨重。
抗日战争时期，革命党人赖若愚、宋子成在此山从事抗日统战工作，与该地“培贤道”首王守银结成至交，教育团结其率众百余人，在奚公山上举起抗日救国的义旗，建立了抗日武装。
奚公山自然环境极为优美。山上素有“九洞十三泉，七十二座庙”之称。昔日山上的一泉、一石、一丘、一壑，都具有独特的风韵，惜亦在十年动乱中惨遭破坏。
现奚公山东麓遍植苹果、桃、梨、杏、石榴、核桃等，尤以苹果最负盛名。每到春季，苹果花开，万树白雪，形成银色世界。三座楼在花丛中突起，至今完整。每至仲秋，苹果鲜红，葡萄翠紫，果实累累，此时之奚公山更加美丽诱人。
二 水系
本区水系属淮河流域京杭大运河水系。河流多发源于本区东部山区，河流流向由东向西或由北向南，分别注入微山湖和大运河。全区主要河流有17条，共长215.8公里。本区河流类型主要有山洪河道、坡水河道、排涝河道三种。山洪河道主要有蟠龙河、新薛河、圩子大沙河等；坡水河道多为泉、沟汇流而成，主要有小沙河、杨庄河、随河、邵楼河等;排水河道即人工开挖的防洪除涝河道，主要有万章河东支、西支等。
蟠龙河 由许由河、蟠龙河、南明河三段组成。发源于山亭区大洞山(今柏山)飞来泉。由东向西横穿区境北部。为本区最大的河道。流域面积260平方公里，多年平均径流量7553万立方米，占全区径流量的55％。流域内拦蓄能力613万立方米，占径流量的8.1％。绝大部分水出境注入微山湖。7、8、9月降水集中，径流量达97909万立方米，占全年径流的71.3％。
据薛城水文站多年测定，该河径流量年际内变化大，集水面积260平方公里，多年平均值为6820万立方米。最大值1977年20400万立方米。最小值1983年537万立方米。平均汛期(6月至9月)为4983万立方米，非汛期1837万立方米。该河流经本区邹坞、张范、陶庄、南石、夏庄、兴仁、薛城、常庄、金河九个乡镇，向西注入微山湖。全长40公里。1957年至1958年进行治理，河宽200余米，河深5米，两岸筑堤。1971年百年一遇的大洪水，河堤三处决口，夏庄乡西仓桥村位于河套内被淹没。1978年来，有关方面不断组织力量护坡整堤。先后建起了十座桥闸，43处提水站，基本上解除了洪水威胁，并能灌溉两岸万亩耕地。
薛河 位于夏庄乡中部，明嘉靖四十五年，从滕县官庄东至夏庄皇殿村开挖支流入蟠龙河，在区境内河长4公里。每逢汛期，常夹沙南流吞没良田。1957年冬，从官庄村东截流入新薛河，今留有薛河故道。
万章河 原名泥沟河，受金河山、黄龙山阻挡，分成东、西二支。西支发源于西黄沟泉，东支发源于东泥沟泉。东支沿铁路侧沟南下，经绳桥、铁路桥涵洞，向西转入万章河，全长14公里，在小山西汇流入微山湖。
小沙河 发源于兴仁乡巨山泉，经薛庄西，南下至西小庄，全长四公里，流域面积20余平方公里，汇小庄河。
小庄河 发源于双顶山、九顶山之间，经曹窝、东西小庄南至京沪铁路东，同小沙河汇流西下，全长8公里，流域面积40平方公里。
蟠龙河 南支发源于张范乡南于村东南山地。西向汇宏图河，于山家林车站西北入蟠龙河。
界沟河 发源于南常乡九顶山西，经界沟、沙沟向西注入微山湖，全长6.5公里，属季节性河。
杨庄大沙河 发源于朝阳山北麓玉华泉，同山西麓凉泉汇流，经建阳故城东至杨庄流向西南出境，全长7.5公里。
圩子大沙河 又名周营大沙河。发源于圣土山阳之榴林中，向南过牛山西，至李河湾、张河湾村入运河，全长10公里，流域面积约40平方公里。
宏图河 发源于南石乡焦山北、巨山东一带，水出石穴。乡人开挖，拦山截流，建成水库。汛期开闸放水，崎岖东流，绕旱麓山，经大、小吕巷之间北去，汇蟠龙河南支，全长7公里，属季节性河。
随河 发源于南常乡三清观、小营之间的低洼地带。经随河村流向西南，汇杨庄大沙河，全长十公里。
褚楼大沙河 发源于峄城区桃花山南龙堂村北一带。由周营褚楼村入区境，多支流注入大运河。
小泥河 发源于兴仁乡巨山泉。在西托村西同小沙河分流，经四里石村向西南，至微山县境内同小庄河汇流，在区境长11公里。
袁河 发源于沙沟镇杜塘村西，至关庙村后。1973年，开挖下游，加深河道，引湖水灌溉良田，在关庙村、袁河村、郭洼村西和潘庄东南兴建了排灌站，全长6公里，流域面积30平方公里。
曲水河 发源于邹坞镇西尚庄以北山地，流向南，经北安阳村东至庄头村东汇入蟠龙河，全长6公里。
马庄河 发源于陶官乡北部褚庄、陈庄，流向西南，经陶关至微山县马庄南入微山湖，属季节性河。
新薛河 古称薛水，又称十字河。发源地有二：一支发源于山亭区水泉乡柴山前，名为东江;另一支发源于山亭区徐庄乡米山顶，在海子村汇流，流向西南，从滕县五所楼入本区西北边境，全长7公里，注入微山湖，大部分河段为本区与微山县界河。该河于1567年(明嘉靖四十五年)从滕县官庄至夏庄皇殿村东开挖支河入蟠龙河，造成水系紊乱，灾害连年。1957年冬至1958年春，又从官庄至湖口开挖新河，并在南岸截流，两岸筑堤，河宽270米，河床深5米，为建国后在本区治理的一条大河。
大运河 在本区西南边境绕过，于沙沟镇潘家渡口穿越区境2公里。
薛城地区泉池较多，主要分布在枣陶盆地沉积岩区、清凉泉区、金河泉区和薛南平原区四个地质单元。
枣陶盆地沉积岩区的主要泉池有:
许由泉 位于邹坞张家岭西南里许，昔日池深丈余，涌出若沸，清澈见底，平地仰出，激珠喷花。今水位埋深，昔景已不见。
陈郝泉 位于中陈郝北，昔日平地突水，深碧莫测。今水位埋深。
双泉 位于邹坞镇北长鱼山下，昔日水自石罅出，古槐覆其上。今汛期出水，南下经于庄至后院山入蟠龙河。
曲水泉 位于邹坞镇北部西山南，水流状如曲突，蜿蜒南下，入曲水河。
簸箕泉 位于邹坞镇北陈郝村西南山前，南流至中安阳与曲水河汇流入蟠河。
龙泉 位于邹坞镇魏庄村前，水出井沟，流向西南，经后院山，入蟠龙河。
冷泉 位于邹坞镇北墓山脚下，砌石为亭以覆之。水自石孔出，流向西南汇龙泉水入蟠龙河。
清泉 位于邹坞镇北清泉庄后，水自石孔出，南下经陈楼入蟠龙河。
黑水泉 位于陶庄镇于山村东，南流至上武穴入蟠龙河。
于山泉 位于陶庄镇于山村前，流向南，入蟠龙河。
锦鸡泉 位于南石乡东南阎王鼻子山北麓，流向北，经蒋庄入蟠龙河。
乱泉河 位于张范乡张范村后，水出诸泉，流向西北，入蟠龙河。
濯缨溪 发源于邹坞镇匡王祠南，流向西北，至东邹坞入蟠龙河。
泥河泉 发源于张范乡张范村东南东、西横山之阴，诸泉汇流，流向西北，汇宏图河。
杭家泉 水出邹坞镇北防备大山之阳，南流至东防备，经野场子村入蟠龙河。
龙眼泉 位于南石乡西石沟村南山阴，俗称乱泉子，于西石沟村北入蟠龙河。
杨峪泉 水出张范乡境内屋山之阴，流向北，经大香城村入蟠河南支。
清凉泉区地处薛峄断层以北陶庄至夏庄地区，地下水位主要分布在侏罗系、二迭系碎屑岩中，含水条件较差，页岩裂隙及局部灰岩溶隙为含水地段，在部分地区形成泉池。
清凉泉 位于陶庄南小武穴村之北，明万历年间的褚林墓碑文载有“以资运艘”句。旧《峄县志》载，此泉涌水量大，积水成湖。历代官家看护，此水不准民用，全部汇入微山湖，供京杭大运河漕运之用。后受采煤影响，水位下沉，现已成汪池，汛期出水，曲折南流入蟠龙河。
杏峪泉 位于圣土山之阴，水出峪间，崎岖北流，汇宏图河入蟠龙河南支。
焦山泉 水出焦山之阴，多沟壑汇为池，为宏图河之源，人称龙头汪。现拦山截流，建成黑峪水库。
巨山泉 位于兴仁乡东巨山村巨山西，水出巨山峭壁之中，常流水不断，村人饮之并灌溉菜园，汛期水大西流，为小沙河发源地。
溜子泉 位于兴仁乡西巨山村三官庙大殿之阴，水出横石下，口大如瓶，常年不涸。“文化大革命”期间，拆庙炸泉，变为池。
朝阳泉 位于兴仁乡九顶山前朝阳洞内。清《滕县志》载:“至二洞，俯而入，中有石如植屏，缘屏前行十余步，至三洞，磴数十级阶，燃炬入，则石屏如砥，四壁光滑，可容数百人。一泉自上滴沥，石盂承之，饮之甘绝，凉尤冰齿。游者至此，不敢复进。”
临泉位 于临山东北山麓下，往昔常年流水，今水位埋深，冬季干涸，夏季汛期出水。
龙眼泉 位于兴仁乡西托村北金牛岭之阳，汛期泉出，夏季多干涸。
温水泉 位于兴仁乡匡山腰村西，昔常年流水水，水质优良。30年代，德国神父朱司铎驻北临城天主教堂，每日派人到温水泉取水饮用。“文化大革命”期间炸泉扩大水源，水系破坏，变为池。汛期水出，入蟠龙河。
金河泉区，总面积181平方公里，含水层为理想的砂砾岩，利于成井，是本区主要富水区。
金河泉 水出金河乡王开村，流向南，转西入万章河西支。
泉头泉 水出金河乡泉头村，流向南，绕黄龙山，入万章河东支。
黄沟泉 水出金河乡东、西黄沟泉之间，流向南，汇泉头水入万章河东支。
泥沟泉 位于金河乡东、西泥沟泉北，多泉出水，入万章河东支。
水寨泉 水出金河乡水寨村后沟壑内，常年不干，流向南，入万章河西支。
大山泉 位于金河乡柏山西麓，汛期出水，经吴庄，入万章河西支。
朝阳洞泉 位于夏庄乡奚公山北麓，水出石隙，清澈甘薛南平原区，包括周营、南常、沙沟、陶官四个乡镇和常庄乡东部村庄，总面积211.9平方公里。主要含水层为土壤孔隙水和岩层裂隙水，平原无泉池，只在东北部峄城断层之南丘陵区有泉池出现。
玉华泉 位于南常乡朝阳山北麓，水出石隙，清澈甘洌，常年不涸，为杨庄大沙河发源地。
凉泉水 出南常乡朝阳山西麓，流向东北，汇玉华泉水，绕山三面入杨庄大沙河。
牛山泉 水出周营镇牛山南麓，经邵楼南至张场入大运河。