Güneybatı- kuzeydoğu yönünde uzanan küçük bir depresyondur. Denizden yükseltisi 1000-1050 m.dir. 36 Km² lik alanı kaplayan ova, bir çöküntü havzasının alüvyonlarla dolması sonucunda meydana gelmiştir. Ovanın kuzeyinde üzerinde tarihi Harput şehrinin yer aldığı eski bir aşının yüzeyine karşılık gelen geniş dalgalı yüksek bir düzlük bulunur.

Elazığ Ovası, yükselmiş, yükselirken çarpılmış ve genel olarak güneye meyilleşmiş bu yontukdüz (Penelen) sahasından dik yamaçlarla ayrılmıştır. Ovayla bu yontukdüz arasındaki yamaçların dik oluşu ovanın kuzeyinde çok belirgin birikinti konilerinin meydana gelmesine yol açmıştır. Etrafı dağlarla çevrili ova güneye doğru eğilimlidir.

Elazığ ovasının sularını Uluova'ya taşıyan Elazığ Deresi, Gümüşkavak boğazından geçer. Ovayı, Uluovadan ayıran eşik güneybatıda yer alan Meryem Dağı ile birleşir. Meryem Dağı ile Elazığ ovasının batı ve kuzeybatısındaki Sarını (Cip Çayı) suyunun direne ettiği Kuzova' dan ayıran bir tepelik alan yer alır. Bugün Elazığ kentinin kurulmuş olduğu ova, gerçekte geniş depresyon dizilerinden biri olan Uluovanın bir parçasıdır.