A mi-chemin entre Chalon-sur-Saône et Mâcon, Tournus borde la Saône sur sa rive droite, autour des altitudes 173 à 190 m NGF. C’est à cet endroit que la rivière, après avoir déroulé son cours entre les plaines alluviales de la Bresse et du Chalonnais, s’approche le plus des plissements tertiaires des monts du Mâconnais (ill. 9 et 10)28.
En rive droite de la Saône, les lieux sont fortement marqués par la présence d’au moins deux des cinq chaînons monoclinaux d’orientation nord-nord-est / sud-sud-ouest qui forment les monts du Mâconnais, entre les deux fossés tectoniques de la Saône et de la Grosne. Ces collines sont constituées de calcaires jurassiques, soulevés et faillés à l’aire tertiaire.
Le chaînon le plus proche de la Saône est le plus court. Il surgit à Uchizy, à 6 km à vol d’oiseau au sud-sud-ouest de la ville, pour se prolonger jusqu’à Lacrost, village qui fait face à Tournus sur la rive gauche (ill. 11). C’est que la rivière entaille son extrémité juste en aval de Tournus, entre Le Villars en rive droite, et Lacrost. Ce relief, qui atteint l’altitude 322 m NGF au sud de la ville, surplombe encore la Saône de quelques trente cinq mètres du côté du Villars ; à Lacrost, son dernier éperon domine le lit majeur de la rivière, à 199 m NGF.
Le second chaînon, qui culmine à 353 m, trace la limite occidentale de la commune actuelle de Tournus : il s’achève à 4 km au nord de la ville, sur la butte de Bois-Mouron, au-dessus du hameau de Venière (commune de Boyer : ill. 10). De l’autre côté s’étend la vallée de la Natouze, affluent de la Saône qui s’écoule dans le sens sud - nord. Là commence l’arrière-pays tournugeois, dominé par les crêtes plus élevées des chaînons occidentaux. Au sud-ouest, les roches cristallines du socle primaire affleurent au mont Saint-Romain, qui à 579 m NGF, forme le plus haut sommet de la région (ill. 10).
Sur le site même de Tournus, dans l’intervalle compris entre les deux premiers reliefs, deux vallons incisent les sédiments du Jurassique supérieur, puis les dépôts quaternaires, en direction de la Saône. Ils sont drainés par deux cours d’eau : la Dolive au sud, et la Gelaine, ou ruisseau « des Sept-Fontaines », au sud-ouest et à l’ouest. Au nord, la colline se rapproche de la Saône, et seuls, quelques tout petits ruisseaux, aujourd’hui à peine perceptibles dans un paysage très remanié, dévalent ses pentes directement d’ouest en est (anciens ruisseaux d’Arpent et de Belnay, de Saint-Laurent, de Baraban... : ill. 10, 12, 13).
Le centre urbanisé actuel s’étire sur un peu plus d’un kilomètre le long de la Saône, en gros entre le ruisseau de Saint-Laurent et le débouché de la Dolive. La Gelaine, ou ruisseau « des Sept-Fontaines », appelée « bief Potet » à l’intérieur de la ville, vient couper cette étendue par le milieu avant de se jeter dans la Saône : elle la sépare en deux petits monticules hors d’atteinte des inondations, sur lesquels se sont fixés respectivement le « castrum » romain au sud, et l’abbaye médiévale au nord (ill. 10 à 13, et 3 et 4).
Enfin, de l’autre côté de la Saône, s’étendent les ondulations douces de la plaine de Bresse, dont l’altitude oscille dans ce secteur entre 170 et 200 m NGF. A l’exception de la butte de Lacrost, son horizon résulte d’une accumulation de sables, graviers et argiles quaternaires, que les crues fréquentes de la rivière continuent d’alimenter en dépôts limoneux. Dans les environs de Tournus, les terres humides de la Bresse sont drainées principalement par la rivière de Seille : issue du Jura à proximité de Lons-le-Saunier, elle vient, après avoir traversé les petites villes de Louhans puis de Cuisery, se jeter dans la Saône à La Truchère, à 5 km en aval de Tournus (ill. 9 et 10).
Pour une bonne présentation d’ensemble des caractères physiques du Mâconnais, cf. GARMIER 1990. Sur le contexte géologique en particulier, cf. la « carte géologique de la France à 1/50 000 » éditée par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières : TOURNUS XXX - 27, accompagnée de son livret explicatif (par J.-P. PERTHUISOT) : Orléans : B.R.G.M., 1972.