Wien liegt da, wo der Alpenkamm zuende ist. Der Leopoldsberg hoch über der Donau gilt als letzte Erhebung der Alpen gegen Osten, denn dahinter beginnt das Wiener Becken, die feuchte Ebene, welche von der Donau durchquert wird. Diese lagerte hier seit rund 2. Millionen Jahren schwemmfächerartig immer wieder Schotter ab. Die entstandenen Schwemmfächer führten durch stetige Tiefenerosion und Akkumulation zur Bildung einer treppenfrömig angeordneten Flusslandschaft.

Die obere Grenze des eiszeitlichen Flussschotter befand sich in etwa 250m Höhe. Massgebend hierfür ist etwa die Wienerbergterrasse, und die nächsttiefer gelegene Terrasse ist circa da, wo der Westbahnhof liegt. Die nächste Stufe ist auf der Höhe des Stephansdomes, worauf nochmals ein Steilabfall folgt, was beispielsweise bei Maria am Gestade oder bei der Ruprechtskirche besonders gut erkennbar ist. Die unterste Stufe bilden demzufolge die Donauauen, welche vor der grossen Flussregulierung immer wieder Überschwemmungsgebiet waren. Die obengenannte Geländeform ist seit dieser Regulierung im 19. Jrh. und der Errichtung des Entlastungskanals im 20. Jrh. für das Auge des Laien kaum mehr erkennbar. Zeugen des Donauauengürtels sind heutzutage nur noch im Prater und in der Lobau teilweise erhalten.

Wien befindet sich in einem vielfältigen Übergangsgebiet von geologisch verschiedenen Grosslandschaften, die sich sowohl klimatisch und ökologisch als auch auch in der Flora und Fauna wesentlich unterscheiden. Herrscht westlich von Wien ein mitteleuropäisch-humidgemässigtes Klima, so geht das gegen Osten hin über in eine eher kontinental getönte pannonisch-illyrische Klimazone.
 

Das Wiener Becken wird auf allen Seiten durch Erhebungen begrenzt: Westlich die Hügelkette des Wiener Waldes, südlich das Leithagebirge, nördlich die Ausläufer des Waldviertels und östlich hinter Hainburg die ersten Anhöhen der kleinen Karpaten. Auffallend ist von der Vogelperspektive aus der bogenförmige Verlauf der Donau zwischen Klosterneuburg und Hainburg. Gründe für diese Rechtsdrängung könnten einerseits unterirdische tektonische Begebenheiten des Wiener Beckens sein oder aber auch die generelle Rechtslenkung von Flüssen auf der nördlichen Erdhalbkugel infolge der Erdrotation. Dieses Rechtsdrängen war der Grund für die Entstehung eines Steilufers, welches schon zu Römerzeiten eine wichtige städtebauliche Funktion hatte. Es diente als Limes und begründete somit den Ursprung der Besiedlungen und die spätere Entwicklung Wiens.

Die topographischen Eigenheiten des Wiener Raumes machten diesen seit Alters her zu einer der bedeutendsten europäischen Durchgangslandschaften. Auf der einen Seite der Flussweg auf der Donau von West nach Ost und andererseits die alte Bernsteinstrasse zwischen der Adria im Süden und der Ostsee im Norden. Zudem liegt Wien an der sprachlichen Grenze des deutschsprachigen Raumes zu dem slawisch-ungarischen.