De este a oeste, la ciudad se sitúa, respectivamente, entre los deltas de los ríos Besós y Llobregat, en un territorio surcado por multitud de rieras y torrentes (Riera de Horta, Torrente del Bogatell, Torrente de la Olla, Riera de Collserola, Riera Blanca, etc.) que conducían el agua de la Sierra de Collserola y del llano de Barcelona hacia el mar. Actualmente, estos cursos intermitentes de agua han sido canalizados, urbanizados o desviados.
A grandes rasgos se puede decir que a medida que nos alejamos de la costa y nos acercamos a la sierra de Collserola el relieve se hace más empinado. Sin embargo, en la zona más llana de Barcelona destacan algunas colinas de modesta altitud, bien en el interior de la ciudad (el Turó del Carmel -266m-, el de la Rovira -262m-, el de la Peira -138m-, etc.) bien a orilla del mar como la montaña de Montjuïc -173 m-.