La majeure partie du Mexique est un immense plateau élevé entouré de chaînes de montagnes qui s'abaissent vers d'étroites plaines côtières à l'ouest et à l'est. Les deux principales chaînes de montagnes, la sierra Madre occidentale et la sierra Madre orientale, se rejoignent dans le sud-est au sein d'une région appelée La Junta, où elles forment la sierra Madre du Sud, un labyrinthe de montagnes volcaniques où s'élèvent les plus hauts sommets du Mexique (Orizaba, 5 610 m).

Le pays compte de nombreux volcans actifs (Popocatépetl, Paricutín, Chichinal, Nevado, Colima). La sierra Madre du Sud conduit à l'isthme de Tehuantepec, entre le golfe de Campeche et le golfe de Tehuantepec. Le plateau central prolonge les plaines du sud-ouest des États-Unis. Représentant plus de la moitié de la superficie totale du Mexique, il s'abaisse d'ouest en est et du sud (de 1 830 à 2 440 m d'altitude) jusqu'au nord (de 1 070 à 1 200 m d'altitude). Le plateau est traversé par deux grandes vallées : le Bolsón de Mapimí au nord et le Bassin de Mexico, ou Anáhuac, au centre. Les plaines côtières sont dans l'ensemble peu élevées, plates et sablonneuses. Au nord-ouest, la Basse-Californie, une longue et étroite péninsule qui s'étend sur 1 225 km jusqu'au sud du pays, est traversée par des montagnes naissant dans les chaînes côtières de la Californie américaine. À l'extrémité sud-est du pays, la péninsule du Yucatán est plate et peu élevée; son altitude moyenne ne dépasse pas 30 m. Le Mexique possède peu de grands fleuves et la plupart d'entre eux ne sont pas navigables. Le plus long est le Rio Grande (appelé Río Bravo del Norte au Mexique), qui longe la frontière américano-mexicaine (2 896 km). Les autres grands fleuves sont le Balsas Pánuco (720 km), le Grijalva, et l'Usumacinta au sud et le Conchos au nord. Le lac de Chapala, à l'ouest, est le plus grand du Mexique.