大肚山，在地理學上被歸為「台地」，故又稱大肚台地。位於台中市的台地地形，南北夾於大甲溪和大肚溪之間。就行政區域而言，包括台中市西屯區、南屯區、清水區、神岡區、大雅區、沙鹿區、龍井區、大肚區及烏日區一帶。
大肚台地原為一處廣大的沖積扇，生成於中更新世（距今約一百萬年前），由古代大甲溪與古代大肚溪形成的聯合沖積扇。換言之，尚未地層隆起之前，這片聯合沖積扇曾為大甲溪與大肚溪的舊河道，後來經由板塊推擠而抬升地層，改變大安溪、大甲溪的流路，大安溪改道，由后里台地北側行經而成現今河道位置，大甲溪則順大肚台地東側往南流下與大肚溪匯流，河道位置大約於筏子溪，這時期逐漸地將沖積物流入台中盆地內，形成盆地內的沖積層地質，最後因河床高度已累積到后里台地與大肚台地之間的鞍部高度，由此溢出而成現今大甲溪河道位置[1][2]。
大肚台地平均高度為200～300公尺，而台地最高處並無山峰，位於台中都會公園北側，海拔高度約310公尺。大肚台地的北方是后里台地，兩者之間被大甲溪分隔，呈北高南低的走勢，與南方是王田斷崖，呈現由西側急遽地向東側下滑的一處大崩壁，斷崖下方即為大肚溪，為大肚溪沖刷形成河蝕崖，隔岸向南與彰化平原、八卦台地遙望，此即為地形學所言「水隙」[3][4]。大肚台地的西側山坡呈急斜陡峭，緊鄰清水海岸平原，而東側山坡則較為平緩，山麓下方為筏子溪相互平行走勢，且可與台中盆地相望[5]。總體而言，大肚台地是呈現一個不對稱的背斜高地，與南方八卦台地特徵一致[6]。
大肚台地的地質主要是紅土堆積層、頭嵙山層。紅土堆積層分布於表層，為紅土層、礫石層構成，少有砂岩夾於其中。頭嵙山層分布於下層，多數為礫岩構成，少數是以砂岩、頁岩構成[5][7]。大肚台地上的溪坑從頂部向四周輻射，其中分佈在西坡的較多。大肚台地西側山麓有斷層經過，除了屯子腳斷層呈東北－西南走向，清水、橫山、南勢、龍井等四條斷層皆呈南北走向，因此從龍井、沙鹿、清水等地可見得斷層崖[8][9]。大肚台地因為地勢突出，從大肚台地的至高點如望高寮或者是台中都會公園等地，向東可眺望台中市中心的天際線，向西可俯瞰海岸平原、台中港，向南可遠眺大肚溪對岸之彰化縣伸港、和美等地，故居高臨下，視野可謂寬廣。