Zatriedenie: Geomorfologický celok Fatransko-tatranskej oblasti v subprovincii Vnútorné Západné Karpaty v provincii Západné Karpaty.
Poloha: Nachádza sa na severnom Slovensku medzi horskými chrbtami pohorí. Na severe ju ohraničujú Javorníky a Kysucká vrchovina, na východe a na juhovýchode Malá Fatra, na juhu Strážovské vrchy, na západe Súľovské vrchy a na severozápade Považské podolie. Ležia v nej mestá Rajec a Žilina.
Okresy: Považská Bystrica, Žilina.
Rozloha: 271km2.
Najvyšší bod:
Najnižší bod: Najnižším bodom územia je koryto Váhu v nadmorskej výške približne 315m.
Geologická stavba: Kotlina je budovaná sedimentárnymi horninami vnútrokarpatského paleogénu, miestami aj zvyškami neogénnych usadenín a vyčnievajúcimi druhohornými sedimentmi. Sú to najmä bridlice s vložkami mäkkých pieskovcov, ktoré pochádzajú zo starších treťohôr. Tieto usadené horniny, spevnené tlakom, poklesli medzi Malú Fatru a Strážovské vrchy. Preto ich nenarušila erózia riek. Podložie kotliny tvoria na severozápade horniny bradlového pásma, v juhozápadnej časti sa ponárajú pod treťohorné vrstvy chočského a krížňanského príkrovu. Na nich ležia zlepence, vyššie pieskovce a ílovce. Vo vyššej časti sa vyskytujú piesočnaté a štrkové nánosy Váhu a jeho prítokov, pokrovy spraší a sprašových hlín. Na jeho údolnej nive dosahujú hrúbku 10-20m.
Reliéf: Medzihorská tektonická depresia nepravidelného tvaru. Má charakter širokých pásov poriečnych nív a nízkych terás s rovinatým povrchom (okolo riek Váh, Rajčanka, Varínka a Kysuca). Pod úpätím pohoria Malá Fatra je sústava náplavových kužeľov. Častým javom sú zosuvy. Reliéf je prevažne pahorkatinový. Dno kotliny leží v nadmorských výškach 350-500m. Zo stredu kotliny vychádzajú na juh a severovýchod dva dlhé výbežky. Južný ide pozdĺž rieky Rajčanky a okolo Rajca sa rozširuje a vytvára Rajeckú kotlinu. Na juhozápad vybieha Domanižská kotlina. Kotlina je náš najhustejšie zaľudnený geomorfologický celok, preto je značná časť plôch zastavaná.
Lesné porasty: Z pôvodných lesov sa zachovala iba malá časť. Tvorili ich zmiešané lesy. Nivy potokov a riek zarástli hustými lužnými lesmi, zloženými z vŕb, topoľov, jelší a javorov. Vyšší, pahorkatinný stupeň kotliny zaberali dúbravy, v ktorých boli primiešané ďalšie dreviny, ako hrab a buk. V súčasnosti je povrch kotliny značne odlesnený. Lesy, v ktorých prevažuje smrek, nezaberajú ani 20% územia. Lužné lesy zostali iba pozdĺž potokov a riek.
Vodstvo: Severom kotliny preteká Váh, do ktorého sa vlievajú Kysuca a Rajčanka.
Rastlinstvo: Predstavujú niektoré teplomilné, acidofilné a vzácne horské druhy, na podmáčaných a zosúvajúcich sa pôdach rastie vlhkomilná vegetácia. Prevládajú trvalé trávne porasty a polia.
Živočíšstvo: V kotline žije viacero vzácnych a ohrozených druhov živočíchov.
Klimatické pomery: Patrí do mierne teplej až chladnej klimatickej oblasti.
Delenie: Žilinská kotlina sa delí na 4 geomorfologické podcelky: Žilinská pahorkatina, Varínske podolie, Rajecká kotlina, Domanižská kotlina.