Điện Biên có địa hình phức tạp, chủ yếu là đồi núi dốc, hiểm trở và chia cắt mạnh, được cấu tạo bởi những dãy núi chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với độ cao biến đổi từ 200 m đến hơn 1800 m. Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam và nghiêng dần từ Tây sang Đông. Ở phía Bắc có các điểm cao 1085 m, 1162 m và 1856 m (thuộc huyện Mường Nhé), cao nhất là đỉnh Pu Đen Đinh (1886 m). Ở phía Tây có các điểm cao 1127 m, 1649 m, 1860 m và dãy điểm cao Mường Phăng kéo xuống Tuần Giáo. Xen lẫn với các dãy núi cao là những thung lũng, sông suối nhỏ hẹp và dốc phân bổ khắp nơi trong cả tỉnh. Trong đó, cánh đồng Mường Thanh được tạo thành từ thung lũng Mường Thanh rộng hơn 150 km², là cánh đồng lớn và nổi tiếng nhất của tỉnh Điện Biên và cả khu vực Tây Bắc.
