Tsjad omfatter store deler av Tsjadbekkenet, som er fylt av leire og sandavsetninger fra tertiær og kvartær, og er omgitt av flate grunnfjellsterskler med høyere platåer.
I nordlige Tsjad ligger det vulkanske Tibesti-fjellmassivet som når opp i over 3000 moh. Høyeste fjell er Emi Koussi med 3415 moh. Mot sør skifter landskapet mellom fjellørken, grusørken og et bølgende hav av sandørken.
Sentralt i landet ligger Bodele-senkningen, en tidligere sjøbunn, som i dag er helt uttørret. Ørkenpartiet (Sahara) går gradvis over i Sudanplatået som strekker seg på tvers av kontinentet. Her ligger den avløpsløse Tsjadsjøen, som for 5000-10 000 år siden dekket et område mange ganger større enn dagens innsjø (Megatsjad). Viktigste tilløp kommer fra elvene Chari og Logone.