ciągnie się południkowo na długości ok. 8 km. Część południowa ma charakter wyraźnego grzbietu z kulminacjami Średnicy i Brzeźnika. Północna ma postać kilku południkowo wyciągniętych grzbietów oddzielonych dolinami potoków. W środkowej części znajduje się niewielkie obniżenie. Na zachód od obniżenia położone są trzy oddzielne, małe masywy wzgórz, o południkowym przebiegu, z kulminacjami Mrowiec, Bucznik i Radlica, na wschód grzbiet z Dłużyną i Lisiakiem oraz kolejny z Gruszkowską Górą i Płonicą, a na północnym wschodzie masyw Mężykowej.
Budowa geologiczna Wzgórza Karpnickie położone są w obrębie jednostkI geologicznej blok karkonosko-izerski, a w nim w masywie karkonoskim. Wzgórza zbudowana są z waryscyjskiego granitu karkonoskiego wieku górnokarbońskiego. Niewielki wpływ na rzeźbę terenu miały zlodowacenia plejstoceńskie.
Rzeźba Wzgórza Karpnickie są pocięte potokami Gruszkówką, Łupią i innymi dopływami Karpnickiego Potoku, które dzielą je na kilka części. Szerokie obniżenie leżące w ich północnej części i zajęte przez Karpnickie Stawy silnie kontrastuje krajobrazowo z pobliskimi górami – Karkonoszami na południu oraz Rudawami Janowickimi na wschodzie.