Územie okresu pokrývajú geomorfologické celky subprovincií Vnútorné Západné Karpaty a Vonkajšie Západné Karpaty, ktoré patria do provincie Západné Karpaty a podsústavy Karpaty, a geomorfologické celky subprovincie Malá dunajská kotlina, ktorá patrí do provincie Západopanónska panva a podsústavy Panónska panva.
Zo subprovincie Vnútorné Západné Karpaty pokrývajú juhovýchodnú a juhozápadnú časť územia okresu geomorfologické celky oblasti Fatransko-tatranská oblasť. Na juhovýchode leží celok Považský Inovec, územie okresu zasahujú tri z jeho podcelkov od severu postupne Vysoký Inovec, Nízky Inovec a Inovecké predhorie. Na juhozápade je to celok Malé Karpaty svojím podcelkom Čachtické Karpaty a jeho časťami od severu Nedze a Plešivec.
Zo subprovincie Vonkajšie Západné Karpaty pokrývajú západnú, severnú a centrálnu časť územia okresu geomorfologické celky oblasti Slovensko-moravské Karpaty. Na severozápade je to celok Biele Karpaty svojimi podcelkami Lopenícka hornatina, Beštiny, Javorinská hornatina a Bošácke bradlá a na juhozápade celok Myjavská pahorkatina. Centrálnu časť okresu zo severu zasahuje celok Považské podolie svojimi podcelkami Trenčianska kotlina a Bielokarpatské podhorie.
Zo subprovincie Malá dunajská kotlina z juhu zasahuje územie okresu geomorfologický celok Podunajská pahorkatina, ktorý patrí do oblasti Podunajská nížina. Západnejšie leží podcelok Trnavská pahorkatina svojimi časťami Podmalokarpatská pahorkatina a Trnavská tabuľa, východnejšie leží podcelok Dolnovážska niva so svojou časťou Dudvážska mokraď.