Địa hình Điện Biên Phủ mang nhiều nét đặc thù của vùng núi Tây Bắc với sự đan xen giữa các dãy núi cao, thung lũng và hệ thống sông suối phức tạp. Thung lũng Mường Thanh nổi bật nhất ở khu vực này, là một cánh đồng rộng lớn và bằng phẳng, được bao bọc bởi những dãy núi cao như Pú Hồng Mèo, Pú Đen Đinh và dãy Him Lam. Cánh đồng Mường Thanh trải dài khoảng 20 km, rộng hơn 6 km, tạo ra một không gian rộng lớn, thuận tiện cho việc bố trí lực lượng, vận chuyển và xây dựng các căn cứ quân sự trong lịch sử, đặc biệt vào thời kỳ Chiến dịch Điện Biên Phủ năm 1954.

Bên cạnh thung lũng, các dãy núi bao quanh khu vực này lại có độ cao trung bình từ 500 đến trên 1.000 mét so với mực nước biển, tạo nên thế hiểm trở tự nhiên, đồng thời là rào chắn vững chắc đối với các hoạt động di chuyển quy mô lớn của đối phương. Địa hình núi đồi hiểm trở cùng hệ thực vật rậm rạp không chỉ gây khó khăn cho việc tiếp tế, tổ chức phòng ngự mà còn là lợi thế cho các hoạt động đánh du kích, vận động của quân đội Việt Nam. Các con suối như Nậm Rốm len lỏi qua cánh đồng, cung cấp nguồn nước cho sinh hoạt, sản xuất cũng như là yếu tố quan trọng tác động đến bố trí chiến lũy, hầm hào trong chiến dịch.

Chính sự kết hợp giữa thung lũng rộng lớn, hệ thống núi đồi bao quanh và mạng lưới sông suối phức tạp đã khiến địa hình Điện Biên Phủ không chỉ có giá trị về mặt tự nhiên mà còn đóng vai trò quyết định trong các chiến lược quân sự lịch sử quan trọng. Địa hình đó vừa tạo điều kiện thuận lợi để tổ chức các trận đánh lớn, vừa đặt ra nhiều thách thức về hậu cần, vận chuyển và bảo vệ lực lượng, ghi dấu ấn sâu đậm trong lịch sử đấu tranh của dân tộc Việt Nam.