Looduslikult kuulub Kohila vald Põhja-Eesti lavamaa regiooni. Reljeef on enamjaolt tasane vaheldudes laugjate kõrgendikega, kus kõrgusevahed küünivad harva üle 10 meetri. Maapinna absoluutkõrgused jäävad 55-75 m vahele.

Mulla künnikiht on väikese tüsedusega ja kohati ulatub paas otse maapinnale. Väga ulatuslikult esineb vallas karsti ja mitmed karstialad on looduses hästi jälgitavad (Aandu, Hageri jt). Karstunud aladele iseloomulikult on suurem osa valla territooriumi põhjavetest halvasti kaitstud. Valla lääneosa veereservuaariks on Rabivere raba. Viimase ühel osal toimub ka turba tööstuslik tootmine.

Kagu-loodesuunalisena läbib valda Keila jõgi olles kõrge ajaloolis-kultuurilise väärtusega jõemaastiku teljeks. Vald on omapäraseks veelahkmeks – siit saavad alguse Soome lahe vesikonna jõed Maidla ja Vasalemma, valla idaosas voolab Tallinna veehaardesse kuuluv Pirita lisajõgi Angerja oja. Valla kaguosast saab alguse aga Väinamere vesikonda kuuluv Kasari (alguses ka Teenuseks nimetatud) jõgi.

Valla territooriumist on metsaga kaetud umbes 44%, kusjuures valitsevateks liikideks on kuusk ja mänd. Korvamatut kahju tegi meie metsade kvaliteedile kurikuulus 1967. a augustitorm. Tähelepanu väärivad meie haruldased paepealsed loometsad.