Vom Wiener Stadtgebiet ist nur ein relativ kleiner Anteil verbaut. Etwa die Hälfte Wiens ist Grünland, größere Teile werden auch landwirtschaftlich genutzt.
Wien erstreckt sich von einer Seehöhe von 151 m in der Lobau bis zu 542 m, die auf dem Hermannskogel erreicht wird. Hier, im Nordwesten, sowie im Westen und Südwesten Wiens reicht der Wienerwald mit seinen Höhen (Leopoldsberg, Kahlenberg) und Wäldern bis ins Stadtgebiet hinein. Die Donau tritt durch die Wiener Pforte, eine Enge zwischen dem rechtsufrigen Leopoldsberg und dem linksufrigen Bisamberg, nach Wien ein. Aus dem Wienerwald fließen außerdem zahlreiche kleine Flüsse in die Stadt, der bekannteste davon ist der Wienfluss. Die Berge im Westen werden im Süden von den eiszeitlichen Terrassen (Wienerberg und Laaer Berg) fortgesetzt. Dieses gesamte Gebiet wird zum Weinbau genutzt, es bildet die Weinbauregion Wien.
Der Osten der Stadt ist geprägt von den flachen Gebieten des Marchfelds, die der Landwirtschaft dienen, aber zunehmend verbaut werden. Im Südosten finden sich die Donauauen, eine Landschaft entlang der Donau, die zum Nationalpark erklärt wurde.
Angesichts der vorwiegenden Westwetterlage (wie bei vielen europäischen Städten) sind die gehobenen Wohngegenden eher am westlichen Rand, wo unter anderem die Luft noch sauberer ist, während die alten Industriegebiete eher am östlichen Rand der Stadt situiert sind.