Địa hình Nậm Nhùn có mức độ bị chia cắt sâu và ngang rất mạnh (bởi các dãy núi cao chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam), trong đó phổ biến là địa hình núi cao và núi trung bình.

- Địa hình núi cao và trung bình (>700m) có diện tích 100.108,61ha, chiếm 72,1% diện tích tự nhiên, tập trung chủ yếu ở các xã: Pú Đao, Nậm Manh, Hua Bum, Nậm Ban, Trung Chải, Nậm Pì.

- Địa hình núi thấp (<700m) có diện tích 37.936,33ha, chiếm 27,3% so với tổng diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu ở các xã: Nậm Hàng, Mường Mô và thị trấn Nậm Nhùn.

- Địa hình thung lũng hẹp có diện tích 763,45ha, chiếm 0,6% diện tích tự nhiên, phân bố dọc theo các sông và suối nhỏ.