Geomorfologický podcelek Milovická pahorkatina je členitá pahorkatina o rozloze 37 km2, střední výšce 256 m a středním sklonu 4°51´. Na Z hraničí s Pavlovskými vrchy, na V hraničí s Valtickou pahorkatinou. Milovická pahorkatina leží ve vých. části Mikulovské vrchoviny.
Podloží převážně tvoří synklinálně uložené flyšové jílovce a pískovce ždánicko–hustopečského souvrství ždánické jednotky vnější skupiny příkrovů a dále se vyskytují neogenní sedimenty hrušeckého souvrství vídeňské pánve. V celé oblasti jsou rozšířeny rozsáhlé překryvy spraší a sprašových hlín. Sprašové pokryvy tvoří jednak pláště nižších mocností na plošinách, jednak i mohutné závěje v závětří výraznějších vyvýšenin. Úpatí útesů je kryto sedimenty soliflukčního původu, které vznikly promísením vápencových sutí s pleistocenními sprašemi. Významný je výskyt měkkých miocenních litotamniových vápenců a písků.
Krajina Milovické pahorkatiny je většinou mírně zvlněná. Proti nižším územím na S, V a J je ohraničena pozvolnými svahy s kernými rysy. Na rozvodích jsou zachovány zbytky zarovnaných povrchů. Reliéf se vyznačuje plochými hřbety a hluboce zaříznutými údolími s pravoúhlou sítí občasných vodních toků. Vyskytují se kryogenní periglaciální tvary v podobě asymetrických suchých údolí, úpadů a karovitých depresí. Úpatí Milovické pahorkatiny, jejíž svahy jsou postiženy četnými sesuvy a místy pokryty mocnými sprašemi, má vrcholovou hladinu v úrovni nejnižšího stupně mladotřetihorního zarovnaného povrchu Vnějších Karpat.
Paleogenní a miocenní vrstvy Milovické pahorkatiny jsou porušeny podélnými zlomy SV—JZ směru, rovnoběžnými se zlomy ve vídeňské pánvi. Nejvýznamnější z těchto zlomů je okrajový zlom bulharský, podle něhož došlo k významným horizontálním i vertikálním pohybům ve střed. miocénu. Některé svahy jsou antropogenně terasovány pro vinice. Nejvyšším bodem je Stará hora (351 m), významnými body jsou Vysoký roh (310 m) a Špičák (297 m).
Milovická pahorkatina leží v 1.–2. vegetačním stupni. Centrální část oblasti je převážně zalesněná porosty porosty dubu a habru (pařeziny), uvnitř lesního komplexu se rozprostírá mnoho polních a lučních enkláv. Na bezlesích svazích se se nacházejí četné pole a vinice. Předmětem ochrany přírody je fragment květnatých suchých trávníků a subkontinentální doubrava v PR Milovická stráň. V sev.–záp. části se nachází Obora Klentnice s chovem dančí zvěře.