La provincia de Santa Fe, desde el punto de vista del relieve, forma parte de la gran llanura que caracteriza a la parte noreste del país, apenas ondulada en algunas regiones (especialmente en el norte), y sólo interrumpida por el curso de ríos y arroyos.
La zona comprendida al norte del río salado es una llanura baja, de difícil desagüe e inundable, denominada bajos submeridionales.
Al este, la región cercana al Paraná es anegadiza por lo que las aguas de las crecientes suelen cubrirla con frecuencia.
Este paisaje de llanura tiene una superficie formada por loess y limo. El loess es la roca que forma su suelo; su color es pardo y su estructura porosa, lo que permite que penetren el agua y las raíces. Puede formar capas de pocos centímetros u otras de cinco y más metros. El limo, que también cubre el suelo, es un material compuesto por elementos finos que se encuentran depositados en los lechos de los ríos y son arrastrados por las aguas.
El relieve santafesino es una extensa llanura inclinada en dirección noroeste-sudeste, cuyos sedimentos han ido colmando una gran fosa tectónica de hundimiento. Se diferencia en sus zonas norte y sur, las que integran las regiones chaqueña y pampeana respectivamente, presentando diversos aspectos: las subregiones del Chaco Oriental y de la Diagonal Fluvial de la Región Chaqueña, y las subregiones de la Pampa del Norte o de la Colonia y de la Pampa Ondulada en la mitad sur y sudeste.
El Chaco Oriental, conocido también como los Bajos Submeridionales, está caracterizado por la uniformidad de los suelos, en donde la falta de drenaje causa la formación de cañadas, lagunas y zonas anegadizas, en coincidencia con los períodos de mayores precipitaciones. En la diagonal fluvial, en el noroeste provincial, existe un relieve plano con una suave inclinación hacia el sur y el este lo cual condiciona el sentido del escurrimiento de los numerosos arroyos, cañadas y lagunas que los surcan. Allí se genera una formación arbórea conocida como cuña boscosa.
El relieve de transición en el centro provincial, suavemente ondulado a plano o deprimido en las cercanías de los arroyos y los ríos como el río Salado, y en donde se presentan desde bosques bajos hasta amplias sábanas de pastizales y pajonales, marca el nexo con la zona pampeana del sur. La Pampa norte que se abre a partir de aquí es caracterizada por la monótona llanura sólo interrumpida por los ríos, arroyos y suaves lomadas.
Por último la Pampa Ondulada, situada al sudeste del río Carcarañá, es una franja litoral que topográficamente se caracteriza por estar a menos de 100 m sobre el nivel del mar; presentando ondulaciones suaves con desniveles inferiores a 5 metros y valles fluviales abarrancados, aterrazados y meandrosos. El punto más alto de la provincia se sitúa en la localidad de Labordeboy (33°41′00″S 61°21′00″O), al sudoeste de la provincia, con una altitud de 104 msnm.
Bajos submeridionales
Se denomina bajos submeridionales a una región extensa de tierras bajas y anegadizas que abarca parte del norte de la provincia de Santa Fe y sur de la provincia del Chaco, dentro de la Cuña Boscosa y el Dorso Occidental Subhúmedo, de la llanura chaqueña argentina, cubriendo aproximadamente unas 8.000.000 ha.
Hoy resulta difícil imaginar que la parte correspondiente a la provincia de Santa Fe de estos Bajos Submeridionales, era un humedal. Sin embargo, hasta hace no muchos años esa era una zona muy rica en flora y fauna y muchas de las tierras eran inundables.
Formación Ituzaingó
La Formación Ituzaingó es una formación geológica que se extiende por parte del Litoral argentino y el sur del Paraguay, se compone mayormente de arenisca entre fina y media, y es el principal acuífero de la provincia de Entre Ríos, Argentina; fue también mencionada por otros nombres como asperón de Corrientes, Formación Entre Ríos o Puelchense, pero es el nombre de Ituzaingó el que se impuso desde su primera utilización en 1953.
Río Parana
El río Paraná nace en Brasil y desemboca en el Río de la Plata. De los 3.780 Km. que recorre, 800 corresponden a su paso por la provincia de Santa Fe. Su nombre en idioma guaraní significa "pariente del mar". Este río se alimenta de las precipitaciones que se registran en sus nacientes y del aporte de otros cursos de agua denominados afluentes. En su recorrido, el paraná arrastra arena, tierra, vegetales y pajonales que se depositan y acumulan en los lugares donde el río disminuye su velocidad. Con el paso del tiempo, estas formaciones crecen y originan nuevas listas.
El Paraná presenta una gran variedad de especies vegetales y animales. En sus orillas crecen sauces y ceibos, entre otras especies arbóreas. también hay plantas de irupé y enormes camalotes, que en épocas de creciente, el río transporta a lo largo de su recorrido. Sus aguas están pobladas por una gran variedad de peces: surubíes, paties, bogas, dorados y, en sus orillas, en tierra, se encuentran carpinchos, nutrias y muchas especies de aves. El río posee rincones de mucha belleza donde se pueden practicar diferentes actividades. En sus orillas se han instalado gran cantidad de clubes en los que se practican remo, navegación a vela, surf a vela, moto-sky, entre otros deportes. En sus costas, en los últimos años, han crecido espacios públicos donde se desarrollan actividades deportivas y culturales que facilitan el esparcimiento de la población y mejoran su calidad de vida.
Cuenca del Parana
Esta cuenca recoge las aguas de la mayoría de los ríos del sur del subcontinente, como el Paraná, el Paraguay, el Uruguay, sus afluentes y diversos humedales, como el Pantanal. Es la segunda cuenca más extensa de Sudamérica, sólo superada por la del río Amazonas. La unión de los ríos Paraná y Uruguay forman el estuario denominado Río de la Plata, donde el Paraná desemboca en un delta en constante crecimiento, producto de los sedimentos que aportan, principalmente, los ríos Paraguay y Bermejo. Paraná es el apócope de la expresión "para rehe onáva" que en idioma guaraní significa "pariente del mar" o "agua que se mezcla con el mar".
Río Paraná
El Paraná y la cuenca del Plata ocupan el área más poblada e industrializada de Suramérica, y el río vincula, a su vez, las dos mayores áreas económicas del subcontinente: el Estado de São Paulo, en el norte y el eje fluvial industrial Santa Fe-La Plata en el sur, lo que da al río una gran importancia estratégica tanto a nivel político como económico y lo convierte en la principal vía de integración del Mercosur. Su cuenca es a su vez una de las principales reservas de agua dulce del mundo, al estar vinculada con el Acuífero Guaraní.
Laguna La Picasa
La laguna La Picasa es una laguna compartida por dos provincias argentinas: el extremo medio inferior occidental de la provincia de Santa Fe (Departamento General López), y el extremo noroccidental de la provincia de Buenos Aires (Partido de General Pinto). Posee una superficie de unos 300 km².
Laguna Melincué
La laguna Melincué es un lago endorreico, al sur de la provincia de Santa Fe, esta en el Departamento General López, muy cerca de la localidad cabecera de Melincué, ocupa un área de alrededor de 120 km². El lago forma parte de un ecosistema de humedal, con grandes poblaciones de patos y otras aves, protegidas como una reserva natural. En épocas de sequía el lago se hace salino. Desde siempre, el nivel de agua de la Laguna Melincué ha estado variando considerablemente, afectando con inundaciones el hinterland, y muchas veces afectando la economía de poblaciones cercanas .
Laguna Setúbal
La laguna Setúbal es una importante laguna de Argentina que se encuentra en cercanías de la ciudad de Santa Fe, en cercanías de la ciudad de Santa Fe, ocupando extensas depresiones, hay un complejo de lagunas y arroyos cuyo elemento principal es la laguna Setúbal o Guadalupe, sobre cuya margen derecha se asienta la ciudad capital. Este complejo está integrado por la citada laguna, continúa al norte con la laguna Leyes o laguna Santo Domingo y la de San Pedro o Capón.
El área limita, al este, con el albardón costero sobre el que se ha construido la Ruta Provincial 1; al oeste, por la reconstruida Av. Costanera de la ciudad capital, que llega al barrio de Guadalupe; hacia el norte, continúa la ribera natural, con grandes ondulaciones.
La cuenca lacustre tiene 35 km de longitud de Norte a Sur. La superficie del espejo de agua es de 92 km², es la más grande del complejo y la alimenta permanentemente el arroyo Leyes y el arroyo Potreros. Como aportes semipermanentes: los arroyos Saladillo Dulce y Saladillo Amargo.
La laguna tiene lecho arenoso, de suaves ondulaciones casi en su totalidad y relativamente playo (5 m en zonas altas), pero en el tramo de descarga de 1,5 km de largo por 0,5 km de ancho, hay fuertes gradientes batimétricos y profundidades de hasta 28 m. En crecidas extraordinarias, como 1906, 1912 y 1982, se aforaron en el pico 10.800 m³/s en la sección de salida y, velocidades medias en la vertical de hasta 2,9 m/s.
Las descargas del sistema se vuelcan a la zona del puerto de Santa Fe y vuelven a conectarse con el Paraná por el riacho Santa Fe y el canal de acceso. Sobre la margen derecha de la laguna se asientan los balnearios de la Rambla, Espigón I y Espigón II. Próximamente, aún en vía de proyecto, se construirá la Playa Grande desde el espigón hasta el faro. Sobre la izquierda se localiza el complejo Piedras Blancas.
Laguna La Soraida
La Laguna La Soraida es un lago endorreico, al sur de la provincia de Santa Fe, en el Departamento General López, entre Elortondo, Villa Cañás (15 km) y Hughes, a aproximadamente sobre 6.000 ha, con un "pelo de agua" a 86 msnm Este espejo de agua tuvo en el "Pulso Climático Seco" (de 1920 a 1973) una cubeta de unos 3 km² y a veces seca. Posiblemente en el anterior "Hemiciclo Húmedo Florentino Ameghino" entre 1870 y 1920 haya alcanzado más de 100 km². En 2007 alcanza unos 75 km² y sigue creciendo. Su profundidad media es de 3,5 m. Está poco eutrofizado, y el agua es de color pardo medio. La cuenca se alimenta de los excesos de lluvias y no posee emisarios: Sus desbordes pasan al sistema de avenamiento hacia el río Paraná y también desbordan hacia las aguas del río Salado en Junín en la provincia de Buenos Aires.
Otras lagunas importantes son Laguna El Cristal, Laguna de la Cueva del Tigre (ambas en el Departamento Vera), Laguna La Verde, etc.