El estado está dividido en dos partes casi iguales por el curso del Misuri, que atraviesa el país de N a SE. Al E el terreno es algo ondulado casi sin árboles, hacia el NE se alza la meseta Coteau des Prairies. Esta zona oriental del estado está recorrida de N a S por el río James, que atraviesa las regiones agrícolas más ricas. Al O del Misuri el suelo es quebrado y seco, con montes aislados, que surgen de la llanura, desnudos y abruptos. Al S del río Belle Fourche se alzan las Black Hills, grupo de montañas de 200 km de longitud y 96 de anchura, situadas en la región SO del estado. El Pico Harney, de 2207 m, al E de las Montañas Rocosas, es el punto culminante de Dakota del Sur. Entre los ríos White y Bad, algo más al SO de las Black Hills, se encuentran las Badlands, que tienen una longitud de 192 km y una anchura que varía entre 48 y 80 kilómetros.
El Misuri baña todo el estado, salvo el ángulo NE, que envía sus aguas al lago Winnipeg a través del río Rojo del Norte. Tributarios de la derecha del Misuri son: Grand, Moreau, Cheyenne, Bad y White. Por el E, en la orilla izquierda, desaguan el James, que nace en Dakota del Norte, y el Big Sioux, que forma la frontera oriental del estado, separándolo del de Iowa.
