As altitudes na bacia variam entre o nível do mar e 1.032 m. As maiores altitudes representam o “divisor de águas” que separam a bacia do Rio Jequitinhonha da do Rio São Francisco.
As maiores altitudes e declividades ocorrem na porção oeste, na Serra do Espinhaço, onde se concentram as cabeceiras dos rios principais da bacia.
Em geral, verifica-se grande variação de relevo no âmbito da bacia. Considerando a declividade do terreno, observa-se que a maior parte da área da bacia apresenta declividades superiores a 13%, portanto, sem aptidão para uso agrícola e com forte indicação de conservação da vegetação original.
Áreas com declividades entre 8 e 13% permitem a realização de uma agricultura moderna, desde que sejam adotadas técnicas adequadas de manejo e conservação do solo, e locais com declividades inferiores a 8% são mais aptos para a agricultura, sendo frequentemente necessária a adoção de procedimentos para melhoria da fertilidade do solo e controle erosivo.
Mas a predominância de áreas com relevo ondulado e fortemente ondulado em grande parte da bacia limita a realização de atividades agrícolas econômica e ambientalmente sustentáveis na região.
