Le département doit son nom aux deux principaux cours d'eau qui le traversent : la Moselle et la Meurthe. Parmi les autres rivières: la Chiers, la Seille et la Vezouze. Le relief est modelé par les vastes plaines que ces cours d'eau ont creusé dans le plateau lorrain. Il cède sa place au massif des Vosges au sud-est. Le point culminant est le Roc de Taurupt (731m), entre Bionville et Raon-sur-Plaine, un autre relief historiquement important est la colline de Sion. Le point le plus bas est situé à Arnaville (171 m).