Город Пермь расположен на востоке европейской части России, на берегах реки Камы, крупнейшего левого притока Волги, к югу от устья реки Чусовой.

Кама выполняет роль градообразующей оси: город протянулся вдоль неё на 70 км и на 40 км вглубь суши. Благодаря Каме, Пермь связана водными путями с пятью европейскими морями: Каспийским, Белым, Чёрным, Азовским и Балтийским.

Рельеф в черте города — всхолмленная равнина в долине реки Камы. Левый берег выше правого, сильнее расчленён логами и оврагами. Характерной особенностью Перми является то, что в пределах города течёт множество малых рек, которые протекают преимущественно по многочисленным городским оврагам.

Территория города составляет 799,68 км².
Координаты города Перми 58°00′ с. ш. 56°19′ в. д.  

Пермь, как и весь Пермский край, находится в часовой зоне Екатеринбургское время. Смещение относительно UTC составляет +6:00. Относительно Московского времени часовой пояс имеет постоянное смещение +2 часа и обозначается в России соответственно как MSK+2. Екатеринбургское время отличается от поясного времени на два часа.

Климат Перми — умеренно-континентальный. Близость Камского водохранилища вызывает повышенную влажность. Среднемесячная влажность воздуха составляет от 60 % в мае до 84 % в ноябре, среднегодовая — 75 %.

Годовая норма осадков составляет 638 мм; максимальное количество осадков обычно приходится на июнь-август, а минимальное — на февраль-март. Зимой высота снежного покрова может достигать 111 см, однако обычно в конце зимы составляет чуть более 60 см.

Иногда незначительное количество снега может выпасть и в летний период. Город оказывает сильное тепловое воздействие на окружающую среду, в результате чего климат города отличается от пригородной зоны более высокой среднегодовой температурой.

Климатические рекорды, зарегистрированные в Перми:

  • Самая высокая температура: +37,2 °C (август 1936 года),
  • Самая низкая температура: −47,1 °C (декабрь 1978 года),
  • Самое высокое количество осадков за сутки: 63 мм (июнь 1960 года).