Pro rajoną teka Venta ir jos intakai Ringuva, Žižma, Mūšos intakai Einautas, Kulpė, Švėtės aukštupys, Dubysos aukštupys ir jo intakas Šiaušė.
Didesnė Šiaulių rajono teritorijos dalis plyti lygumose, tik pietinėje pusėje kraštovaizdį paįvairina kalvos. Čia prasideda Žemaitijos aukštumos. Kurtuvėnų krašte yra aukščiausias rajono taškas – Girnikų kalnas, iškilęs į 183,4 metro aukštį, o prie Šakynos žemumos siekia tik 82 metrus virš jūros lygio. Nors tai lygumų kraštas, tačiau tikrai gali nustebinti savo gamtiniais objektais kaimo turizmo mėgėjus.
