A budai Várnegyed gazdag kulturális örökséget magában foglaló épületegyüttese különleges természeti adottságokkal rendelkező hegy tetején emelkedik. A lapos, széles fennsíkú, de meredek oldalú Várhegy önállóan emelkedik ki a tájból eltérő jellegű földrajzi tájegységek határán. Keleti oldalán, a hegy lábánál közvetlenül a Duna hömpölyög, túlpartján mocsaras holtágak vettek körül egykor kisebb-nagyobb szigeteket a magyar Alföld messze elnyúló síkságának peremén. A tekintélyes szélességű folyó kultúrákat, országokat volt képes elválasztani egymástól, ám épp ezen a szakaszán több helyen is lehetőséget nyújtott az átkelésre.A folyó jobb partján már a Budai-hegység déli vonulatai magasodnak. A Várhegy hosszú nyugati és csúcsban végződő déli oldalát völgy választja el a Svábhegy fő tömegéből kiváló előhegyektől, a Gellért-hegytől, a Naphegytől és a Kis-Svábhegytől, amelynek alján a kanyargó Ördögárok-patak vezette le egykor a hegységben fakadó források vizét. Északon egy kisebb völgyön túl a Hármashatár-hegy előhegyei és dombjai, a Rézmál, Rókushegy és a Rózsadomb magasodnak.
A Várhegy földtörténeti keletkezését tekintve több szempontból különbözik a hegység más részeitől. Fő anyagát az évmilliókkal ezelőtt, a Pannon tenger fenekén leülepedett márgarétegek alkotják, amelyre később, már az ős Duna-völgy szintjén, a mélyből feltörő hévforrásokból kemény, édesvízi mészkő (mésztufa) réteg rakódott. Ez a különleges képződmény megóvta az alatta fekvő, víz hatására könnyen málló márgát az erózió hatásától. A Várhegy kiemelkedését azonban nemcsak környezetének lassú erodálása, hanem a mindkét oldalán megfigyelt geológiai törésvonalak mentén bekövetkező tektonikus mozgás, vagyis környezetének süllyedése is befolyásolta.
A hegy hosszúkás formájú fennsíkja ma mintegy 2 kilométer hosszú, szélessége az északi részen csaknem 400 méter, keskenyebb déli részén csak 150 méter körül változik. Legmagasabb pontja 180 méter (a tengerszint felett) a mai Szentháromság utca táján, környezetéből egyébként mintegy 50-80 méterrel emelkedik ki. A mészkőből álló felszín északról délre enyhén lejt, és hasonló irányú dőlésrétegeket lehet megfigyelni a hegy belsejében, a főtömeget alkotó márgában is. A fennsík a mai Dísz tér déli végénél összeszűkül, ahol az erózió miatt mindkét oldalon völgyek fűződtek a hegy oldalába. Ettől délre azonban újra megjelenik a mészkő, bár az északi részhez képest sokkal vékonyabb és töredezettebb formában. A hegy felszínét fedő mészkőréteg vastagsága átlagosan 5-6 méter, északon azonban eléri a 10-14 métert is, alatta a repedéseken beszivárgó vizek hatására változatos barlangrendszer alakult ki (Várbarlang). Az édesvízi mészkő "paplan" és a főtömeget alkotó sziklás márga ugyanis nem közvetlenül érintkeznek egymással, határukon, mállott márga, az egykori Ördögárok patak medréből származó kavicsrétegek és vízzáró kiscelli agyagrétegek váltakoznak egymással, amelyet a szivárgó vizek képesek voltak kimosni, ezáltal barlangokat, üregeket létrehozni. A szivárgó víz a hegy dőlésének megfelelően keletre halad, és a Duna felőli oldalon forrásokban bukkan a felszínre, egyes helyeken a kavicsréteg át is szűrte. A fennsík szélén a mészkő meredek perem mentén végződik, amely az erózió folytán folyamatosan töredezett, kisebb nagyobb darabok váltak le róla. Ezek a "vándorkövek" a mállott márgás, agyagos felszínű hegyoldalakon sokhelyütt megtalálhatók. Végül fontos megemlékezni még egyszer a hegy keletkezésénél is szerepet játszó hévforrásokról, amelyek ma a Várhegy északi és déli oldalán a Rózsadomb és a Gellérthegy tövében törnek a felszínre.
