Dolinę Potoku Leśnego w jej bezpośrednim sąsiedztwie budują holoceńskie osady rzeczne.
Rzeźba terenu lewo|mały|Widok na najwyższe wzniesienie na terenie Osiedla Paderewskiego-Muchowca, położone w pasie drogowym ulicy 73 Pułku Piechoty, na granicy z Giszowcem; widok z lotniska Katowice-Muchowiec, zaś po prawej stronie fragment Kopalni Węgla Kamiennego „Staszic-Wujek”
Osiedle Paderewskiego-Muchowiec położone jest na Wyżynie Śląskiej, na Płaskowyżu Bytomsko-Katowickim, będącym częścią mezoregionu Wyżyna Katowicka (341.13), Rzeźba terenu dzielnicy jest zróżnicowana. Północną część dzielnicy stanowią dna dolin rzecznych z terasami plejstoceńskimi, obszar wzdłuż doliny Potoku Leśnego to wysoczyzny płaskie gliniaste, zaś pozostały obszar, obejmujący rejony na wschód od ulicy Granicznej i południowo-wschodni fragment w rejonie granicy z Giszowcem tworzą wysoczyzny pagórkowate. Na współczesną rzeźbę tereny Osiedla Paderewskiego-Muchowca główny wpływ miało zlodowacenie południowopolskie (Sanu) oraz maksymalny stadiał zlodowacenia środkowopolskiego (Odry), zaś w ostatnim okresie zasadniczy wpływ wywarła także morfogenetyczna działalność człowieka związana z osadnictwem oraz górnictwem. Doprowadziło to do zniszczenia naturalnego podłoża oraz do tworzenia nowych form degradacji rzeźby.