Vitré bénéficie d'un relief accidenté puisque la ville est situé sur les contreforts des hauteurs de la Normandie et du Maine. La Vilaine, un des principaux fleuves de Bretagne, ne prend sa source qu'à quelques kilomètres mais rend le relief particulièrement encaissé. La vallée de la Vilaine, non urbanisé et sorte de « poumon vert », sépare les quartiers Nord du centre historique.