A bacia hidrográfica da Baía de Guanabara é, em linhas gerais, compartimentada em áreas bem características quanto ao seu relevo. A norte, limitando o fundo da baía, aparece a Serra do Mar, que localmente recebe o nome de Serra dos Órgãos. Entre esta e o Oceano Atlântico aparece a baixada litorânea, ampla área plana, fruto da sedimentação ocorrida nos últimos milhões de anos. A passagem desta área para a Serra do Mar é brusca e bem delimitada. Espalhados ao longo desta planície aparecem morrotes arredondados (meia laranja), com altitudes compreendidas entre 30 e 100 metros. A região serrana se caracteriza pelo relevo acentuado, escarpado, com cotas médias acima dos 700 metros, podendo atingir 2 263 metros na Pedra do Sino, ponto culminante da Serra dos Órgãos. Limitando a planície para o lado do oceano temos um relevo de maciços costeiros menos acentuado do que o serrano, onde situam-se pontões arredondados desnudos bem característicos como o Pão de Açúcar. Na área que une a Baía de Guanabara ao Oceano estes maciços se projetam diretamente em direção ao mar, ás vezes orlados tão somente por estreitas faixas de areia depositadas pelas correntes marinhas.

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Nas áreas cinza predominam os processos de deposição fluviais e marinhos.

Nas demais áreas predominam os processos erosivos.

Pode-se observar que as zonas urbanas da Região Metropolitana do Rio de Janeiro estão ocupando os vales e as planícies, recebendo todo o material erodido dos maciços costeiros e escarpas da Serra do Mar.