黑龙江流域界河段西部、西北部和东部，大致沿北、北东方向呈雁行排列着涅尔琴斯克山、加集木尔山、大兴安岭山脉北段及土腊纳山、布列亚山，小兴安岭则呈北西—北西西—北东环绕于界河中游南部和东南部，而呈丘陵状起伏的逊河高平原、结雅—布列雅平原大体以轴向为北、北西平展于上述群山环绕的中央。由此构成了本区西及西北、南、东三面地势高起，北部较低平的似马蹄状。此外，位于小兴安岭和布列亚山东缘的三江低平原呈北、北东方向斜贯于界河段中游。

界河段地区总的趋势是由西北向东南逐渐降低，由南向北或西北向东南呈岗状倾斜，平原和山岭相间分布，海拔一般在200米～1500米高度之间，西部及西北部涅尔琴斯克山、加集木尔山、大兴安岭山脉北段海拔500米～1500米，其中大兴安岭北段是黑龙江水系、额尔古纳河水系与嫩江水系的分水岭，北部的结雅—布列雅高平原、逊河高平原海拔300米～500米，南部与东部小兴安岭及黑龙江左岸的波姆涅也夫山、苏达尔山等山脉海拔500米～1000米，为黑龙江水系、松花江水系的分水岭。位于小兴安岭，布列雅山脉以东的广阔的三江低平原，海拔40米～90米。

黑龙江界河段河谷一般呈老年期特征，谷宽多为0.8千米～1.5千米，河流比降小，水流平缓，两岸山地呈浑圆状，除漫滩外，还不对称地分布有高出江水位15米～20米、25米～60米的第二级阶地及高出江水位80米～120米的第三级阶地，其面宽达3千米～4千米。

黑龙江上游为山区地形，江水向东北作套状弯曲又折向东流，回转于大兴安岭狭窄的山谷之中，两岸大部分由花岗岩、沙岩等组成。右岸悬岸近逼，左岸较平缓。山谷间夹有高低不等的河漫滩，时有阶地出现，河漫滩地较窄处450米～3000米，较宽处3000米～5000米，个别地方如呼玛河口滩地宽达7000米，江宽300米～800米之间，多数为400米～500米。

江道弯曲系数一般为1.2～1.6，个别江段为16.1～65.3。江中有岛屿、浅滩，河床为沙砾石或卵石组成，局部河段有些冲刷，平均每年3米～6米，严重江段平均每年9米左右，最大可达15米以上。

中游河段，自结雅河河口流向南和东南，至萝北县又折向东北，穿行于山地、平原之中。右岸地势稍高，河床有江汊、岛屿出现。结雅河口至巴什沃413千米河段之间，左侧为结雅—布列雅平原，右侧为大兴安岭山地，属平原、山区过渡性江道，江宽变化在600米～1800米之间。岸上滩地平坦，平均比降0.12‰，江中岛和江汊较多。岸边冲刷一般平均每年为6米～12米，最大每年达30米。在巴什科沃以下（嘉荫县城）河水进入兴安峡谷，属山区性江道，两岸山岩直立，河谷宽度变化在600米～700米之间，河宽变化在600米～1300米之间，滩地平均比降0.087‰，河道弯曲系数为1.1～1.9。流经碍航的石质河床浅滩——兴东浅滩后，江水在延兴镇流出山区，进入平原地区，江面宽达800米～2600米，弯曲系数1.1～1.7。到处可见江汊、岛屿。沙土河床不甚稳定，局部河段时有冲淤变动，岸边冲刷严重，松花江口以上一般平均每年5米～10米，最大每年25米，松花江口以下一般每年8米～20米，最大每年超过40米。(www.daowen.com)

下游河段在共青城以上江水蜿蜓于黑龙江下游盆地，河道不稳定，江汊发育，河道呈网状分布。共青城以下河段江水流入群山之间，河床较为稳定。在齐梅尔曼诺夫克村以下，江水在广阔的地面上流行直至入海。

黑龙江流域地质构造较为复杂，从太古界到新生界之间的各个地质时代的地层分布较齐全。

由于界河段位于西伯利亚台地的东南缘，为鄂霍茨克—蒙古—中亚巨大的古生代地槽褶皱区和滨太平洋中、新生代地槽褶皱区的结合处。前者在界河段内依次分布有额尔古纳河地槽褶皱系、内蒙古—大兴安岭地槽褶皱系、吉黑地槽褶皱系及布列亚地块；后者为蒙古—鄂霍茨克地槽褶皱系的上黑龙江地槽褶皱带。

界河段地区地震，从区内构造断裂分布特征及历史地震资料分析，界河段没有出现强烈地震活动的记载，多以小震和小群震活动为主。自1907年5月27日，英里罗韦茨西北部5.21级地震至1977年6月21日漠河东南岭附近4.2级地震为止，共发生大于等于4.75级的深源地震19次，其中最大的震级为6级。