Территория городского округа Химки относится к Смоленско-Московской моренной возвышенности и занимает северо-восточный участок Верейско-Звенигородкой равнины, граничащий с Клинско-Дмитровской моренно-эрозионной возвышенностью, захватывая на восточной границе КлязьминскоУчинскую наклонную равнину. В пределах Химкинского округа расположены водосборные бассейны рек Клязьмы, Сходни, Горетовки, Химки, Бусинки, Баньки.
Водораздельные пространства представляют собой пологоволнистую равнину с отдельными нечетко выделенными холмами, местами заболоченную. Абсолютные отметки поверхности равнины колеблются в пределах 175-190 м, при этом вершины нечетко выраженных холмов достигают отметок 195-200 м, а в одиночных случаях и за пределами района и более. Для водораздельных пространств характерны сглаженные формы рельефа с нечетко выраженными линиями водоразделов с относительными превышениями в 5-10 м и широкое развитие плоских западин. Плоские западины зачастую заболочены, в таких западинах берут начало р. Химка (в центре района) и приток р. Баньки (на крайнем западе района).
В восточной части территории расположен канал им. Москвы, отсекающий район города Химок с названием Левобережный. В пределах города канал впадает в Химкинское водохранилище с отметкой НПУ 161.7 м.
В западной части района расположена долина р. Сходни с правобережным притоком р. Горетовкой. Долина р. Сходня имеет на севере широтное, а затем резко меняет его на меридиональное простирание, а долина р. Горетовки - широтное. Обе долины имеют трапецеидальную форму с крутыми (преимущественно 6-10° для Горетовки и свыше 10° по р. Сходни) склонами. Ширина долин по дну от 50-100 до 600 м, дно долины местами заболочено. Отметки дна долины р. Сходни колеблются от 141-142 м на юге до 166-168 м на севере; по днищу долины широко меандрирует р. Сходня. Средний уклон долины в широтном простирании 0.002, в меридиональном - 0.0014-0.0016. Линия водоразделов проходит на отметках 186-195 м. Отметки бровок долины колеблются в пределах 176-182 м, снижаясь к югу. Склоны речных долин сложены моренными и флювиогляциальными отложениями, подвержены эрозионным процессам, в меньшей степени плоскостному смыву. Глубина вреза достигает 30-40 и более метров, склоны долины р. Сходня являются оползнеопасными и подвержены площадной и линейной эрозии. Образование мелких оползней возможно при отрыве и смещении грунтовых массивов по поверхности глин и суглинков днепровской морены. Глубокие оползни могут образовываться в результате смещения грунтовых массивов по поверхности верхнеюрских глин. В долине р.Сходни выявлены оползневые деформации с различной глубиной захвата склона - глубокие, мелкие и поверхностные. Глубокие оползни (глубиной захвата более 10 м) отмечались в районе Куркино.
В основании склонов происходит разгрузка грунтовых и подземных вод в виде родников и мочажин. Родники отмечаются вдоль основания склона долины р.Сходня, а также более мелких рек и ручьев. Склоны долины расчленены многочисленными оврагами и ручьями, глубина врезов которых составляет до 20-30 м.
Водораздельные пространства бассейна р. Сходни имеют уклоны 2-3° и лишь иногда осложнены замкнутыми понижениями, изредка заболоченными. Пространства водосборного бассейна р. Сходня в пределах района достаточно хорошо дренированы за счет мощной овражно-балочной сети и глубокого вреза долины.
В северо-восточной части района размещается обширная долина р.Клязьмы, имеющая широтное простирание. Долина имеет корытообразную форму с глубиной вреза 10-20 м, только в отдельных местах крутизна склонов достигает 10° и более. На склонах выделяются древнеаллювиальные террасы. Ширина долины по дну от 100-150 м на северной границе района до 400 м и более при впадении р. Клязьмы в водохранилище. Отметки дна долины р. Клязьмы колеблются от 162-164 м до 168-170 м. Средний уклон дна долины около 0.0006. По дну долины река широко меандрирует. Днище долины и склоны на значительном протяжении заболочены.
Линия водоразделов бассейнов рек Сходни и Клязьмы проходит на отметках 186-195 м, бассейнов Химки - Клязьмы - на отметках 181-190 м. Водораздельные пространства бассейна р. Клязьмы имеют уклоны 1-3° и осложнены замкнутыми понижениями, зачастую заболоченными. Пространства водосборного бассейна в пределах района достаточно хорошо дренированы за счет овражно-балочной сети.
В южной части района размещается верхняя часть долины и водосборного бассейна р. Химки, среднее течение которой занято Химкинским водохранилищем. Долина р. Химки имеет V-образную форму с глубиной вреза до 10-20 м и простирается в меридиональном направлении. Верховья долины и приводораздельная часть бассейна изобилует замкнутыми понижениями, слабо дренирована и часто заболочена, в речных долинах её притоков и оврагов развиты подтопление, боковая эрозия, суффозионные проявления, вдоль оснований бортов прослеживается высачивание грунтовых вод.
В восточной части района расположен приводораздельный участок бассейна р. Банька, который в верховьях безымянного ручья, притока р. Баньки, заболочен.
В руслах рек и ручьев развита боковая эрозия. Овражная эрозия на склонах долины р. Сходня в настоящее время стабилизирована - тальвеги оврагов задернованы, склоны заняты лесом, хотя отмечаются растущие овраги и участки вторичного вреза на склонах р. Сходни вблизи Куркинского шоссе, также растущие отмечаются в долине Клязьмы. Однако, активизация овражной эрозии возможна в тальвегах временных водотоков за счет увеличения родниковой разгрузки, которые в естественных условиях задернованы. Интенсификация развития эрозии также возможно за счет неправильной организации поверхностного стока с застраиваемых территорий.