Поверхня району являє собою широкохвилясту лісову рівнину, що має загальний похил на південний схід, і розчленована долинами річок, балками та ярами, прохідними долинами. Висота над рівнем моря 85 — 110 м, найвища точка над рівнем моря (212 м) знаходиться поблизу с. Буда-Макіївка. На території Смілянського району репрезентовані різноманітні корисні копалини, зокрема граніти, лабрадорит, габро, сієніти, діабази, гіпс, глини, пісок, графіт, каолін, торф, титано-цирконієві руди, буре вугілля.