Geomorfologický podcelek Stupavská vrchovina je členitá vrchovina o rozloze 209 km2, střední výšce 375 m a středním sklonu 7°47´. Oblast je na SV vymezena Halenkovickou vrchovinou (druhý podcelek v rámci Chřibů), na JV svým reliéfem terénu níže položenou Kyjovskou pahorkatinou a na Z a SZ Litenčickou pahorkatinou, respektive sníženinou Zdounecké brázdy. Stupavská vrchovina leží v jz. až stř. části geomorfologického celku Chřiby.
V rámci geomorfologického podcelku Stupavské vrchoviny jsou vymezeny dva geomorfologické okrsky:
Podloží tvoří Stupavské vrchoviny paleogenní sedimenty račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. Před čelem magurského příkrovu, na styku s Roštínskou brázdou v okolí Cetechovic roztroušeně vystupují flyšové horniny zdounecké jednotky vnější skupiny příkrovů.
Stupavská vrchovina je nejvyšší a nejčlenitější území celé geomorfologické podsoustavy Středomoravských Karpat. Nejvyšší polohy oblasti jsou soustředěny do hřbetů vysunutých asymetricky na s. stranu podcelku. Odtud spadá terén k SZ zlomovým svahem, do něhož se nápadněji zařezávají jen říčky Litava a Kyjovka (Stupava). K JV vybíhají dlouhé, postupně se snižující rozsochy, mezi nimiž do vrchoviny pronikají hluboká údolí pravostranných přítoků Moravy.
Reliéf je charakteristický výraznými, tektonicky podmíněnými sz. svahy, úzkými rozvodními hřbety, četnými sedly a hlubokými údolími, které byly vymodelovány intenzivní periglaciální a holocenní modelací terénu. Zvláště na výchozech slepenců a pevnějších pískovců lukovských vrstev soláňského souvrství jsou značně rozšířené kryogenně modelované skalní útvary s mnohými mikrotvary na svém povrchu. Svahy jsou místy dotvářeny sesuvy. Nejvyšším bodem je Brdo (587 m) v Chřibských hřbetech.
Jihovýchodní část Stupavské vrchoviny odvodňují do řeky Moravy říčky Jankovický potok, Salaška s přítoky Modranským a Bunčanským potokem, dále Zlechovský potok a Dlouhá řeka s přítoky Buchlovickým potokem zleva a Medlovickým potokem zprava. Jihozápadní část Stupavské vrchoviny mezi Cetechovicemi a Střílkami odvodňuje z. směrem říčka Litava, ústící u Židlochovic do řeky Svratky.
Území j. od Střílek až po Osvětimany je odvodněno do řeky Dyje říčkou Kyjovkou (Stupavou), pramenící na svazích kóty Vlčák nad Starými Hutěmi a jejími levostrannými přítoky – zejména potokem Hruškovicí pramenícím pod kótou Ocásek a jeho pravostrannými přítoky – Klimentským, Skaleckým, Čeložnickým potokem a Moštěnkou.
Chřibské hřbety
Chřibské hřbety tvoří protáhlý, mírně vyklenutý hřbet ležící v sz. části Stupavské vrchoviny. Podloží budují paleogenní sedimenty račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. Tvrdší, hřbetní části tvoří zpravidla lukovské vrstvy soláňského souvrství, svahy a ostatní části budují spíše vsetínské vrstvy zlínského souvrství. Ty v celé oblasti doprovází paralelně v úzkých pruzích horniny belovežského souvrství. Spíše ojediněle se v oblasti objevují výchozy hornin ráztockých vrstev soláňského souvrství a horniny kaumberského souvrství račanské jednotky.
Před čelem magurského příkrovu, na styku s Roštínskou brázdou v okolí Cetechovic, roztroušeně vystupují flyšové sedimenty zdounecké jednotky vnější skupiny příkrovů.
Chřibské hřbety tvoří hlavní část Stupavské vrchoviny. Reliéf je vytvořen ze dvou paralelních hřbetů ve vzájemně posunuté poloze, které jsou odděleny údolím Kyjovky. Severní hřbet je o něco vyšší (Brdo 587 m) než jižní (Ocásek 553 m, Bradlo 543 m). Reliéf je erozní, členitý, strukturně a tektonicky podmíněný, s úzkými rozvodními hřbety, četnými sedly a hlubokými údolími, které byly vymodelovány intenzivní periglaciální a holocénní modelací terénu. Na skalních formách jsou četné mikrotvary. V s. části okrsku na temeni Brda se vyskytují antropogenní dopravní tvary, související s plánovanou předválečnou tzv. Baťovou dálnicí.
Pod vrcholem Vlčáku pramení Litava, Kyjovka a Kotojedka. V okolí Koryčan se provozuje těžba ropy. Nejvyšším bodem je Brdo (587 m), významnými body jsou Ocásek (553 m), Bradlo (543 m), Buchlovský kámen (535 m), Holý kopec (548 m), Hrad (552 m), Buchlov (509 m), Komínské skály (523 m) a Velká Ostrá (532 m).
Chřibské hřbety leží ve 2. až 4. vegetačním stupni. Z větší části jsou pokryté komplexem lesních porostů s převahou buku a dubu, často s příměsí habru, lípy, javorů a modřínu. Pomístně se vyskytují smrkové a borové monokultury. Chřibské hřbety jsou pozoruhodné množstvím zachovalých přirozených ekosystémů.
Pozoruhodný je lesní komplex přirozených doubrav a bučin s bohatou škálou lesních typů a vzácnými druhy flóry i fauny v PR Holý Kopec a ojedinělý typ zakrslé kyselé bučiny na pískovcovém skalním podloží v PR Smutný žleb a PP Máchova dolina. Porosty reprezentující společenstva květnatých bučin a jasanových olšin s výskytem chráněných a ohrožených druhů rostlin i živočichů, např. vstavače bledého (Orchis pallens) jsou předmětem ochrany v PR Stará Hráz.
Jedny z posledních zbytků starých bukových porostů na přirozených výchozech sedimentů račanské jednotky jsou zachovány v PP Maršava a PP Nazaret. Dubové bučiny s vysokým podílem vypreparovaných pískovcových skalisek jsou zachovány v PR Záskalí a PP Barborka. V oblasti se vyskytují chráněné geomorfologicky zajímavé skupiny pískovcových skalních útvarů v PP Komínky, PP Kazatelna a PP Kozel tvořené převážně z pískovců lukovských vrstev soláňského souvrství. Teplomilná společenstva jsou předmětem ochrany v PP Bohuslavické stráně. Z historie zůstaly zachovány zemský hrad Buchlov a zříceniny hradů Cimburk a Střílky.
Jankovická vrchovina
Jankovická vrchovina je členitá vrchovina ležící v jv. části Stupavské vrchoviny. Podloží je budováno převážně paleogenními sedimenty račanské jednotky magurské skupiny příkrovů. V oblasti převládají lukovské vrstvy soláňského souvrství, méně jsou zastoupeny vsetínské vrstvy zlínského souvrství. Lukovské vrstvy v celé oblasti doprovází v úzkých pruzích horniny belovežského souvrství. Spíše ojediněle se v oblasti objevují výchozy hornin ráztockých vrstev soláňského souvrství. Nižší části svahů, které spadají k Dolnomoravskému úvalu, tvoří horniny kaumberského souvrství račanské jednotky.
Jankovická vrchovina tvoří nižší jv. část Stupavské vrchoviny. K JV ukloněný reliéf je členitý, tektonicky podmíněný, s rozvodními hřbety a rovnoběžnými hlubokými údolími. Nejvyšším bodem je Buchlovský kámen (535 m), významnými body jsou Čertova skála (504 m), Komínek (456 m) a Kozinec (494 m).
Ze skalních útvarů je nejpůsobivější 12 m vysoká izolovaná skála Buchlovský kámen, dále nedaleký Malý Buchlovský kámen. V zaříznutém údolí Kudlovického potoka se nacházejí skalní útvary (Šindelná).
Jankovická vrchovina leží ve 2. až 4. vegetačním stupni, je převážně zalesněná bukovými a smrkovými porosty. V jz. části se častěji vyskytují dubové pařeziny a borové porosty. Hojné jsou sady. Předmětem ochrany přírody jsou významný geomorfologický útvar s reliktním výskytem borovice lesní v PP Břestecká skála a reprezentativní ukázka typických lesních společenstev Chřibů v PP Makovica. V PP Hříštěk u Stříbrnických pasek je předmětem ochrany luční pěnovcové prameniště s podmáčenou pcháčovou loukou v komplexu extenzivně obhospodařovaných mezofilních luk.
