No território do concelho distinguem-se três grandes unidades morfológicas: a planície litoral, o relevo residual do maciço de Sines e a escarpa oriental. A costa, que o acidente fisiográfico que constitui o cabo de Sines separa em dois setores algo diferenciados - mais arenoso a norte, mais rochoso a sul -, é um outro elemento importante da morfologia.

Planície litoral

A planície litoral (que ocupa a maior parte da área do município) desce suavemente para o mar, tem 3 a 12 km de largura na zona concelhia e está dividida pelos entalhes, por vezes vigorosos, sobretudo na metade sul do concelho, dos principais cursos de água.

Relevo residual do maciço de Sines

O relevo residual do maciço de Sines, à parte o Monte Chãos, pouco sobressai da superfície anterior, mas o seu prolongamento pelo cabo de Sines tem marcada influência morfológica.

O promontório de Sines está relativamente elevado em relação ao mar, contactando com este por uma escarpa abrupta.

Esta escarpa prolonga-se para sul, descendo regularmente até quase à foz da Ribeira da Junqueira. Aqui dá lugar a praias e dunas. A falésia recomeça a sul da praia do Burrinho e prolonga-se até perto da Ilha do Pessegueiro junto da qual recomeçam as praias. Por vezes, a falésia encontra-se recuada e existem pequenas praias entre ela e o mar. É o caso nomeadamente da praia do Porto Covinho.

Deposição de areias

A norte do cabo de Sines, a ação da agitação marinha traduz-se sobretudo pela deposição de areias. A sul, parece mais saliente a ação abrasiva das vagas, embora ainda se registe uma deposição descontínua de areias.

Costa Norte

A norte da cidade a costa é arenosa e baixa, correspondendo a uma extensa praia que se prolonga até Tróia. Para o interior da praia, ocorrem formações dunares bastante extensas, sobretudo a norte da foz da Ribeira dos Moinhos.

Escarpa oriental

A escarpa oriental que limita a planície litoral é parte do maciço da Serra do Cercal (entre os 100 e os 200m de altitude).

Linhas de água

A maioria das linhas de água têm origem na zona da serra (os limites da parte sul do concelho seguem quase exatamente sobre a linha de cumeada que separa a plataforma litoral da bacia do Sado). Na área a sul, as ribeiras mais importantes cavaram os seus vales na plataforma, chegando nalguns casos a romper a cobertura sedimentar, tendo os seus leitos atuais nas formações xistosas do carbónio (caso das Ribeiras da Junqueira e do Morgavel).