Diyarbakır ilinde yüzey şekilleri oldukça sadedir. Çevresi yüksekliklerle kuşatılmıştır. Ortası çukur bir havza durumundadır. Diyarbakır havzası denen bu çukur alanın eksenini batı-doğu doğrultulu geniş Dicle Vadisi oluşturur. Kuzeyden Güneydoğu Toroslar yayı ile kuşatılmıştır. Bu dağlar Doğu Anadolu Bölgesi'yle Güneydoğu Anadolu'ya birbirinden ayırır. Diyarbakır havzasının güneybatısında ise Karacadağ kütlesi yükselir. Urfa-Diyarbakır il sınırı üstündeki bu kütle, koyu renkli lavların yığılmasıyla oluşmuş eski bir volkan kütlesidir. Koni biçiminde olmadığından fazla heybetli görülmez. Yüksekliği, en yüksek noktası olan Kolubaba doruğunda 1.957 metreyi bulur. Karacadağ'ın lavları, doğu yönünde Dicle Vadisi'ne kadar uzanır. Bu lavların yapısı çok geçirimli olduğundan, Karacadağ kütlesi üstünde akarsu aşınımı hemen hiç rol oynamamakta, dağın içine süzülen sular ancak eteklerde ve uzaklarda kaynaklar halinde yeryüzüne çıkmaktadır.