이 분지의 동쪽은 성주산(聖主山, 624m)·국사봉(國師峰, 668m), 남서쪽은 수로봉(水路峰, 506m)·진락산(進樂山, 723m)·월봉산(543m), 북서쪽은 금성산(金城山, 439m) 등의 산지가 가로막고 있다.
분지의 전체적인 모습은 장축이 북서∼남동으로 약 18㎞, 단축이 북동∼남서방향으로 약 10㎞ 정도의 장방형이다. 분지를 둘러싸고 있는 배후산지는 반암 내지 옥천층군(沃川層群)으로 이루어졌고 분지저는 대보화강암이므로 암석의 차별침식에 의해 이루어진 화강암 개석분지이다.
해발 140∼300m 고도를 보이는 분지저의 구성 암석은 대보화강암이다. 금산분지의 주구조선은 남북방향이다. 그래서 분지저를 양분하는 남북방향 능선(일월이재∼덕기봉)도 이에 평행하여 나타난다. 좁은 의미의 금산분지는 금산읍이 위치하는 서부분지를 지칭하는데, 장축이 북서·남동으로 7.5㎞, 단축이 이에 직교하는 방향으로 5㎞ 정도로 타원모양을 나타낸다.
서부산지에서 발원하여 동류하는 용문천, 남부산지에서 발원하여 분지의 중앙으로 북류하는 봉황천, 북부산지에서 남류하는 조정천이 분지저에서 합류하여 동류하다가 분지 동쪽 가장자리로 감입곡류하면서 북류하는 금강에 합류한다.
화강암 풍화층의 구릉이 충적지와 접하여 발달된 금산분지의 배후는 석영반암으로 구성된 표고 400∼700m의 산지이다.
금산분지의 지형 발달은 화강암의 차별적인 풍화를 바탕으로 하천의 측방침식에 의한 풍화물의 제거로부터 비롯되었다.
심층풍화받은 화강암 풍화층이 제거된 다음 하천 연안에 토사 퇴적이 이루어져 현재와 같은 두께의 충적층이 쌓인 것으로 보인다. 분지의 토양은 사질양토가 대부분이고 밭의 면적이 논의 면적보다 넓은 것은 이러한 환경을 반영한 것이다.
금산분지는 주로 금산읍 양지리·금성면 화림리·상기리·파초리 등이 위치한 곳이다. 금성초등학교가 있고 화림지, 석무저수지, 서갑지, 오룡저수지 등이 있다. 분지의 아래에는 비고 50m 내외의 낮은 구릉지가 발달해 있으며 충적평야의 면적은 상대적으로 좁다. 이들 구릉지는 인삼재배에 주로 이용되어 금산인삼의 주산지가 된다.