La Puglia forma una specie di stretto rettangolo, allungato da nord-ovest a sud-est, tra il canale di Otranto (mare Adriatico) e il golfo di Taranto (mar Ionio) con la penisola del Salento. Più della metà del territorio è pianeggiante, il resto è quasi prevalentemente collinare.

Per il resto la Puglia è la regione dell'Italia peninsulare che non comprende alcun gruppo del sistema appenninico. Se si escludono i monti della Daunia, l'unico rilievo pugliese che supera i 1.000 metri è il monte Calvo (1.055 m), nel Gargano, che era un'isola unita poi alla terraferma.

L'area collinare, con le sue alture di qualche centinaia di metri, costituisce invece l'Antiappennino. Essa include due sistemi collinari: le Murge, un altopiano calcareo a sud del Tavoliere, la cui vetta più elevata, la Torre Disperata, nelle cosiddette Murge Alte, tocca appena i 686 m, e un tavolato ancora più modesto, che forma l'ossatura del Salento (Murge Salentine, con un’altitudine media di 100-200 metri). La forma tipica delle Murge, è il tavolato, fatto di più terrazze digradanti e che si succedono ad altezze diverse.

Quasi tutta la regione è costituita da rocce calcaree e, come in tutte le aree di questo tipo, sono evidenti i fenomeni del carsismo, sia di superficie sia di profondità. Il luogo più spettacolare del carsismo pugliese è rappresentato dalle grotte di Castellana, nelle Murge di Bari, esplorate solo a partire dal 1938 e che sono le più grandiose d'Italia (tra i vari ambienti, si ricordano la Grotta Nera, il cavernone dei Monumenti, la caverna del Precipizio, la Grotta Bianca ecc.). Le superfici orizzontali dominano ovunque i paesaggi della regione; oltre al vasto Tavoliere di Foggia, un'altra pianura è il cosiddetto Tavoliere di Lecce, nella penisola del Salento, e, meno estesa, la piana Messapica, all'altezza di Brindisi. Sono terre che danno un'impressione di aridità, sia per le condizioni climatiche sia per la povertà dell'idrografia di superficie, dato che le acque penetrano con estrema facilità nei porosi terreni calcarei.

La Puglia è una delle regioni d'Italia con più lungo sviluppo costiero quasi 800 km, con una morfologia molto varia. Il tratto che circonda il Gargano è quasi ovunque alto e roccioso, ma presenta anche un'area pianeggiante in corrispondenza dei laghi costieri di Varano e di Lesina, che un tempo comunicavano con il mare, da cui oggi sono separati da cordoni dunosi. Il Gargano, che chiude a nord il golfo di Manfredonia, è l'unica rientranza di rilievo della costa adriatica pugliese, che è morfologicamente varia, in ampi tratti bassa e sabbiosa, e in altri movimentata da minute insenature. Nel Salento le pur modeste alture si spingono sino al litorale, dove il capo Santa Maria di Leuca delimita a sud-est la penisola italiana. Sullo Ionio si apre il golfo di Taranto, che alterna anch'esso coste alte e dirupate ad altre basse e sabbiose. La regione manca di un'organizzata rete idrografica. Ciò dipende sia dall'effettiva scarsità delle precipitazioni, sia dal diffuso carsismo, quindi dalla quasi totale assenza di sorgenti. L'unica area per la quale si possa parlare di una pur modesta rete idrografica è la fascia settentrionale, dove dai monti della Daunia scendono a pettine alcuni corsi d'acqua; tuttavia, già a sud dell'Ofanto i corsi d'acqua spariscono, poiché le acque si infiltrano in profondità, emergendo talvolta in prossimità della costa, dove un tempo provocavano impaludamenti.

Non esistono fiumi di una certa rilevanza che siano interamente pugliesi. A nord il Fortore (86 km) e più a sud l'Ofanto (134 km) nascono dall'Appennino campano e interessano la Puglia solo nel tratto inferiore. Fortissima è l'irregolarità delle loro portate; a piene invernali che possono provocare esondazioni e persino improvvisi cambiamenti di percorso, si contrappongono magre estive tali che i corsi d'acqua non raggiungono nemmeno la foce. Del tutto inadeguato alle attuali richieste idriche è l'Acquedotto Pugliese, che attinge le acque principalmente dal fiume Sele, in Campania.