東西に走る留萌川を中心に両翼には平原、丘陵が続き、南側の地形は比較的高度のある山並みがあり、北部は低位な丘陵地です。市の中心部は商店街によって形成され、南部には官公庁、学校、住宅地が広がっています。豊かな自然に恵まれた留萌市は、西には日本海、南北には暑寒別天売焼尻国定公園が連なり、暑寒別山系をはじめ夢の浮島といわれる天売・焼尻が望まれます。