Geomorfologický podcelek Zlínská vrchovina je členitá vrchovina o rozloze 437 km2, střední výšce 354 m a středním sklonu 6°11´. Na S je vymezena sníženinou Fryštácké brázdy a hornatým reliéfem Hostýnských vrchů, na V ji od Javorníků odděluje údolí říčky Senice. Jižní hranici tvoří výrazný hřbet Komonecké hornatiny, která na JZ přechází do Hlucké pahorkatiny. Západní hranici tvoří sníženiny Dolnomoravského a Hornomoravského úvalu. Zlínská vrchovina leží v sev.–záp. části Vizovické vrchoviny.
V rámci geomorfologického podcelku Zlínské vrchoviny je vymezeno osm geomorfologických okrsků:
- Tlumačovské vrchy,
- Mladcovská vrchovina,
- Všeminská vrchovina,
- Rakovská pahorkatina,
- Seninecká vrchovina,
- Vizovická kotlina,
- Kudlovská vrchovina a
- Napajedelská pahorkatina.
Podloží Zlínské vrchoviny budují převážně flyšové horniny račanské jednotky magurské skupiny příkrovů, při sev.–záp. okraji se objevují rovněž flyšové horniny ždánické jednotky vnější skupiny příkrovů a také neogenní sedimenty karpatské předhlubně. Zlínská vrchovina zaujímá rozsáhlé a různorodé území. Reliéf stoupá od plochých částí v sousedství Dolnomoravského a Hornomoravského úvalu do členitějších pahorkatin střídaných s kotlinami a nakonec do podhorských vrchovin.
Pro krajinný ráz je charakteristický erozně–denudační reliéf vrchovin, pahorkatin a kotlin, který je podmíněný závislostí na strukturně litologických poměrech a vlivech mladé zlomové tektoniky. Charakteristické je asymetricky vyvinuté povodí řeky Dřevnice, ve kterém převažují pobočky od S. Časté jsou zbytky zarovnaných povrchů, výškové a sklonové asymetrie údolních svahů, široké údolní nivy, úpatní haldy a sesuvy. Rozsáhlé plochy zabírají pedimenty. Nejvyšším bodem je Vartovna (651 m) v Seninecké vrchovině.
Převážnou část oblasti odvodňuje směrem k Z řeka Dřevnice, sev.–záp. část oblasti odvodňují řeky Senice a Bečva.
Tlumačovské vrchy
Tlumačovské vrchy jsou plochá pahorkatina ležící v záp. části Zlínské vrchoviny. Podloží je budováno dvěma většími skupinami hornin. Jižní část je budována převážně flyšovými sedimenty vsetínských vrstev zlínského souvrství a lukovských vrstev soláňského souvrství račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. V sev. části se vyskytují sedimenty ždánicko-hustopečského souvrství ždánické jednotky vnější skupiny příkrovů a pliocénní pestré jíly s vložkami písků odpovídajících valtickým štěrkovým vrstvám.
Nacházejí se zde i neogenní pestré jíly a štěrky holešovských vrstev karpatské předhlubně. Celá oblast je rovněž značně překryta kvarterními překryvy spraší a sprašových hlín. Z geologického hlediska je významný tektonický útržek — bradlo jurských vápenců v čele magurské skupiny příkrovů u Kurovic.
Pro krajinný ráz je charakteristický erozně–denudační reliéf širokých plochých hřbetů a mělkých rozevřených údolí, na okrajích se projevují vlivy mladé zlomové tektoniky. Na rozvodích jsou zachované zbytky zarovnaných povrchů, v údolích se vyskytují široké údolní nivy. Na záp. okraji přechází povrch do akumulačních říčních teras řeky Moravy. Nejvyšším bodem je Křemenná (314 m).
Tlumačovské vrchy se nachází ve 2. vegetačním stupni. Území je nepatrně, místy málo zalesněné lužními listnatými porosty a smíšenými porosty habrových doubrav. Unikátní geologickou lokalitou je PP Kurovický lom, jež je významná zejména z hlediska přítomnosti hranice mezi útvary jury a křídy. Sev.–záp. stěna lomu je jedinečnou sekvencí eolitických sedimentů a fosilních půd, zaznamenávající klimatické podmínky v období kvartéru.
Mladcovská vrchovina
Mladcovská vrchovina je plochá vrchovina budovaná převážně flyšovými horninami račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. Převažují pískovce a jílovce vsetínských vrstev zlínského souvrství, dále jsou zastoupeny i horniny belovežského souvrství a horniny lukovských vrstev soláňského souvrství. Celá oblast je značně překryta různě mocnými kvartérními překryvy spraší a sprašových hlín.
Mladcovská vrchovina leží v sev. části Zlínské vrchoviny. Osou je Mladcovské vrchoviny je značně rozčleněný hřbet nad údolím řeky Dřevnice, jejíž přítoky se do něho jazykovitě zařezávají a Fryštácký potok jej prolamuje úplně. Pro krajinný ráz je charakteristický erozně–denudační reliéf tektonické kry s širokými hřbety a krátkými příčnými údolími založenými na zlomech. Na rozvodích jsou zachovány rozsáhlé zbytky zarovnaných povrchů, četná jsou průlomová údolí z nichž některé jsou sklonově i výškově asymetrické. Četné jsou rovněž sesuvy. V okolí Předního vrchu (420 m) i nejvyššího bodu Mladcovské vrchoviny Zadního vrchu (423 m) se nacházejí izolované skály a mrazové sruby.
Mladcovská vrchovina leží ve 2. a 3. vegetačním stupni. V nižších polohách je nepatrně, výše až převážně, zalesněná smrkovými porosty s příměsí borovice, dubu a buku. V nižších částech se vyskytují smíšené listnaté pařeziny a borové porosty.
Dřevnická niva
Podle novějšího geomorfologického členění i v publikaci Z nížin do hor (autoři: Bína, Demek) je pás nivy řeky mezi městy Slušovice a Otrokovice vymezen jako geomorfologický okrsek Dřevnická niva. V tomto okrsku leží střed města Zlín.
Všeminská vrchovina
Všeminská vrchovina je členitá vrchovina budovaná převážně flyšovými horninami račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. Převažují pískovce a jílovce vsetínských vrstev zlínského souvrství, ve hřbetu Sobolice a Nad Bařinami jsou zastoupeny i horniny belovežského souvrství zlínského souvrství.
Všeminská vrchovina leží v sev.–vých. části Zlínské vrchoviny. Pro krajinný ráz je charakteristický členitý erozně–denudační reliéf rozvětvených hřbetů členěných do úzkých rozsoch a převážně podélných úzkých údolí s náznaky radiálního uspořádání. Reliéf celkově stoupá k SV. Silně se uplatňují strukturně litologické vlastnosti podkladu a částečně i mladé zlomové tektoniky. Na hřbetech jsou zachovány stupňovitě uspořádané zbytky zarovnaných povrchů, četné jsou rovněž sesuvy. Nejvyšším bodem je Kopřivná (625 m).
Všeminskou vrchovinu protíná horní tok řeky Dřevnice s vodní nádrží Slušovice, která je hlavním zdrojem pitné vody pro oblast Zlínska. Jižní hranici tvoří potok Všemínka, na kterém byla vybudována retenční vodní nádrž Všemina.
Všeminská vrchovina leží hlavně ve 3. vegetačním stupni a je převážně zalesněná smrkovými monokulturami, smrkovými porosty s příměsí buku, místy jsou zastoupeny jedlové a bukové porosty s příměsí smrku. Předmětem ochrany přírody jsou teplomilná společenstva původní pastvinné vegetace s bohatým výskytem jalovce obecného (Juniperus communis) v PP Jalovcová louka.
Rakovská pahorkatina
Rakovská pahorkatina je členitá pahorkatina budovaná převážně flyšovými horninami račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. V podloží převládají horniny vsetínských vrstev zlínského souvrství.
Rakovská pahorkatina leží v sev.–vých. části Zlínské vrchoviny. Pro krajinný ráz je charakteristický erozně–denudační reliéf širokých hřbetů a krátkých údolí s celkovým úklonem k JV. Výrazně se uplatňují strukturně litologické vlastnosti podkladu, na hřbetech jsou zachovány zbytky zarovnaných povrchů, četná jsou sklonově asymetrická údolí a sesuvy. Nejvyšším bodem je vrchol s kótou 578 m nad Syrákovem.
Oblast odvodňují pravostranné přítoky Lutoninky a levostranné přítoky Všemínky, obě posléze vtékají do Dřevnice.
Rakovská pahorkatina leží hlavně ve 3. vegetačním stupni, ale nejvyšší vrcholové partie náleží do 4. vegetačního stupně. V jih.–záp. části převládají sady, louky a pastviny, vyšší a členitější sev.–vých část je převážně zalesněná smrkovými a bukovými porosty.
Seninecká vrchovina
Seninecká vrchovina je členitá vrchovina budovaná převážně flyšovými horninami račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. V oblasti převažují vsetínské vrstvy zlínského souvrství.
Seninecká vrchovina leží ve vých. části Zlínské vrchoviny a tvoří její nejvyšší část. Má charakter zvlněné podhorské krajiny, pro niž je příznačný erozně–denudační reliéf úzkých rozvětvených hřbetů a hluboce zařezaných údolí, který je podmíněn úzkou závislostí na strukturně–litologických vlastnostech geologického podkladu. Na hřbetech jsou zachovány zbytky zarovnaných povrchů, četné jsou sesuvy. Nejvyšším bodem je Vartovna (651 m), významným bodem je Bečevná (501 m).
Západní část Seninecké vrchoviny je odvodňována Lutoninkou a Bratřejůvkou (přítoky Dřevnice), východní část je odvodňována levostrannými přítoky Senice, zejména Pozděchůvkou, Seninkou a Rokytenkou.
Seninecká vrchovina leží ve 3.—4. vegetačním stupni a je převážně zalesněná smrkovými a bukovými porosty. Předmětem ochrany přírody jsou květnaté a výslunné louky s kupkami mravenišť v PP Prlov a mokřadní společenstva s bohatým výskytem ohrožených druhů obojživelníků a bezobratlých v PP Rybník Neratov.
PP Průkopa představuje umělý terénní zářez nedokončené baťovy železniční tratě nad Jasennou. Lokalita je zajímavou ukázkou turbiditních rytmů ve flyšových sedimentech vsetínských vrstev zlínského souvrství a zároveň stanovištěm s výskytem vstavačovitých.
Vizovická kotlina
Vizovická kotlina je protáhlá sníženina budovaná převážně flyšovými horninami vsetínských vrstev zlínského souvrství račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. Vizovická kotlina leží ve vých. části Zlínské vrchoviny.
Reliéf tvoří protáhlá, strukturně litologicky podmíněná sníženina typu synklinálního údolí, dno má ráz členité pahorkatiny se zbytky úpatního zarovnaného povrchu. Osu asymetrického údolí vytváří široká údolní niva Bratřejovky.
Vizovická kotlina leží ve 3.—4. vegetačním stupni, v údolích je málo, na přilehlých svazích však převážně zalesněná bukovými a smrkovými porosty.
Kudlovská vrchovina
Kudlovská vrchovina je členitá vrchovina budovaná flyšovými horninami račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. V oblasti převažují vsetínské vrstvy zlínského souvrství. Na sev. svazích přiléhajících k údolí Dřevnice vystupují újezdské vrstvy zlínského souvrství.
Kudlovská vrchovina leží v již. části Zlínské vrchoviny. Pro krajinný ráz je typický erozně–denudační reliéf rozčleněných hřbetů a údolí, v němž se uplatňují vlivy mladé zlomové tektoniky a strukturně litologických vlastností podkladu. Charakteristické jsou zbytky zarovnaných povrchů, podélná a příčná údolí, úpatní haldy, osypy, pohřbené říční terasy a časté jsou rovněž sesuvy. Nejvyšším bodem je Klencov (536 m), významným bodem je Tlustá hora (458 m) a Drdol (540 m).
Kudlovská vrchovina leží ve 3.—4. vegetačním stupni. V nižších polohách je málo, výše však převážně zalesněná smrkovými porosty s příměsí buku a borovice. Místy se vyskytují bukové a borové porosty. Předmětem ochrany přírody jsou mokřadní louky s tůněmi v PR Uhliska, orchidejové louky v PP Pod Drdolem a lokalita jaterníku podléšky (Hepatica nobilis) v PP Na Želechovických pasekách.
Napajedelská pahorkatina
Napajedelská pahorkatina je členitá pahorkatina budovaná flyšovými horninami račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. V oblasti převažují vsetínské vrstvy zlínského souvrství. V lokalitě Kalvárie (260 m) nad Napajedly vystupují horniny lukovských vrstev soláňského souvrství doprovázené horninami belovežského souvrství. V oblastech přiléhajících k Dolnomoravskému úvalu se vyskytují různě mocné kvartérní překryvy spraší a sprašových hlín.
Napajedelská pahorkatina leží v jih.–záp. části Zlínské vrchoviny. Pro krajinný ráz je typický erozně–denudační reliéf širokých plochých hřbetů a krátkých, radiálně uspořádaných údolí, v němž se uplatňují vlivy mladé zlomové tektoniky a strukturně litologických vlastností podkladu. Na rozvodích jsou zachovány rozsáhlé zbytky zarovnaných povrchů, v údolích úpatní haldy a časté jsou rovněž sesuvy.
Napajedelská pahorkatina leží ve 2.–3. vegetačním stupni, místy je málo, místy až středně zalesněná smrkovými porosty s příměsí borovice a dubu, v nižších oblastech i smíšenými listnatými porosty charakteru pařezin.