Romania rommer en stor rikdom av ulike landformer og naturgeografiske regioner. Ca. 36 % er bakkeland og platåer, 33 % sletteland og 31 % fjell. De tre hovedregionene er Transilvania, Valakia og Moldova. Dertil kommer fjellkjeden Karpatene og mindre regioner som slettelandet i vest (inkl. Banat), Dobrudsja og Donau-deltaet.
Det transilvanske basseng, et 300–800 m høyt bakkeland, utgjør den sentrale del av landet. Det består av bølgende åser bygd opp av leirjord og sandstein, og er omgitt av Karpatene i øst og sør. Området har avløp vestover til Donau ved Tisas bielver Someş (ung. Szamos), Crişul (ung. Körös) (eg. tre Crişul-elver som i Ungarn forenes til én) og Mureşul (ung. Maros), og Donaus bielv Timiş (serb. Tamiš); den østre delen sørover ved Olt, som bryter gjennom Karpatene i Røde Tårnpasset (Turnu Roşu).
Karpatene, som er dekket av store skoger og beitemarker, trenger inn i Romania fra nord og danner en halvsirkel rundt Det transilvanske bassenget. Man skiller vanligvis mellom Øst-Karpatene (høyeste fjell: Pietrosu i Rodnafjellene i Maramureş, 2303 moh.) og de mer alpine Sør-Karpatene eller Transilvanske alper (høyeste fjell: Moldoveanu i Făgăraşmassivet, 2544 moh.). Innenfor den karpatiske halvsirkel ligger Bihorfjellene eller Vest-fjellene (Munţii Apuseni) og andre lavere fjellpartier på overgangen til den ungarske lavslette i vest (høyeste fjell: Bihor, 1849 moh.). Samlet kalles disse Vest-Karpatene. Fjellene består hovedsakelig av sedimentære bergarter, foldet i tertiær.
Sør for Sør-Karpatene ligger det løssdekkede, steppelignende Valakia (rum. Valahia eller Ţara Românească, 'Det rumenske landet'), delt av elven Olt i Oltenia i vest og Muntenia i øst. Valakia blir ved Donaus nedre løp skilt fra Dobrudsja (rum. Dobrogea), et 100–200 m høyt platåland, tidligere også steppe, nå for det meste oppdyrket som Valakia. Til Dobrudsja regnes også det store, myrlendte Donau-deltaet. Under et tykt dekke av tertiære og kvartære sedimenter ligger en stabil blokk av paleozoiske bergarter. Landskapene Moldova og Sør-Bukovina (lengst nord) mellom Øst-Karpatene og grenseelven Prut, på begge sider av Siret, er i midten bakkeland, i øst flatt platåland.