W obrębie Sendai znajduje się odcinek rzeki Hirose o długości 45 km. Jest ona dobrze znanym symbolem Sendai, szczególnie dzięki temu, że pojawia się w tekście Aoba-jō koi-uta (青葉城恋唄; dosłownie: Pieśń miłosna z zamku Aoba), popularnej piosenki śpiewanej przez Muneyuki Satō. Zamek Sendai został zbudowany blisko rzeki, którą zamierzano wykorzystać jako fosę. Rzeka często wylewała, aż do lat pięćdziesiątych XX w. Dopiero zapory i śluzy zbudowane w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych sprawiły, że powodzie są już rzadkością. Rzeka jest obecnie znana z czystej wody i naturalnego piękna. Została wybrana przez Japońską Agencję Środowiska Naturalnego (Japan's Environment Agency) jako jedna ze 100 Wielkich Wód Japonii.
Większość gór wokół Sendai to uśpione wulkany. Najsłynniejszym z nich jest Zaō. W mieście jest wiele gorących źródeł. U brzegów prefektury Miyagi i całego regionu Tōhoku występują trzęsienia, także dna morskiego, co powoduje fale tsunami. Tak stało się w dniu 16 sierpnia 2005 oraz 11 marca 2011 w czasie wielkiego trzęsienia ziemi u wybrzeży Honsiu.