El relieve del municipio de Barrundia está caracterizado por una serie de pliegues, paralelos al llamado anticlinal de Aizkorri. Se trata de la Sierra de Elgea, cuya máxima altitud, que también lo es de Barrundia, es el monte Aumategi (1.191 m). Más al sur existe otra línea de montes con altitud máxima en el monte Aldaia (789 m) y otra, todavía más al sur, mucho más modesta, de cerros en torno a los 600 metros, llamada Atalaya o Atila, que forman el límite sur del municipio. El terreno es calizo, con sedimentos cuaternarios en el fondo de los valles, pero la erosión ha dejado al descubierto terrenos silíceos más antiguos, cuya piedra fue extraída en otros tiempos, siendo famosas las canteras de Elgea. Actualmente la cresta de la Sierra está ocupada por una central de energía eólica.
La vegetación potencial, es decir, la que habría si no existiese la presencia humana, es muy variada para un espacio tan pequeño. La fauna es todavía rica y variada, con ardilla, liebre, tejón, zorro, marta, comadreja, jabalí y, corzo, últimamente en expansión, entre los mamíferos, y una interesante avifauna, especialmente en las colas del pantano, en Mendixur, Urizar y Garaio. En este último enclave y en Larrintzar las cigüeñas han anidado desde hace algunos años. El paso de paloma es abundante.