Thành phố Điện Biên Phủ là trung tâm kinh tế, chính trị, xã hội của tỉnh Điện Biên, có vị trí địa lý: Phía Đông giáp huyện Mường Ảng; Phía Nam giáp huyện Điện Biên Đông; Phía Tây và phía Tây Nam giáp huyện Điện Biên; Phía Bắc giáp huyện Mường Chà.
Là thành phố miền núi có các tuyến Quốc lộ 12 và Quốc lộ 279 chạy qua thông suốt với tỉnh Sơn La và tỉnh Lai Châu. Có vị trí chiến lược vô cùng quan trọng cả về kinh tế, chính trị và Quốc phòng - An ninh, là điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế - xã hội và mở rộng giao thông với các huyện, tỉnh lân cận.
* Địa hình, địa mạo
Địa hình thành phố chủ yếu là dạng địa hình đồi núi và đồng bằng nghiêng dần theo hướng Bắc - Nam, Đông - Tây. Do ảnh hưởng của hoạt động kiến tạo địa chất nên địa hình bị chia cắt, cấu trúc núi cao, đồi và đồng bằng. Độ cao trung bình từ 488- 1.130m so với mực nước biển. Núi ở đây bị bào mòn mạnh thành những thung lũng và đồng bằn. Địa hình của thành phố Điện Biên Phủ dốc thoải dọc theo hướng Bắc - Nam, Đông - Tây, địa hình Điện Biên Phủ có 2 dạng chính:
- Địa hình đồi núi cao trên 600m: Đây là kiểu địa hình đặc trưng của thành phố Điện Biên Phủ, chiếm đến 70% diện tích tự nhiên, phân bố ở hầu hết các xã trên địa bàn thành phố. Đỉnh cao nhất (1.137m) nằm ở dãy núi phía Đông Bắc khu vực giáp ranh giữa xã Thanh Minh và xã Tà Lèng. Nhìn chung dạng địa hình này phức tạp, gây khó khăn trong việc đầu tư phát triển kết cấu hạ tầng và phát triển sản xuất nông nghiệp.
- Địa hình thung lũng và đồng bằng: Đây là loại địa hình nằm dọc theo sông Nậm Rốm ở phía Tây Nam thành phố, có tiềm năng về sản xuất nông nghiệp. Đặc
biệt có cánh đồng bằng phẳng có quy mô từ 50-100 ha thuộc địa bàn các phường Nam Thanh và Thanh Trường. Đây là nơi tập trung dân cư và sản xuất lương thực (lúa nước) của toàn thành phố.
* Khí hậu
Khí hậu thành phố Điện Biên Phủ là khí hậu nhiệt đới, gió mùa vùng cao, mùa Đông lạnh mưa ít; mùa Hè nóng mưa nhiều.
Nhiệt độ không khí bình quân năm là 23 o C, nhiệt độ không khí bình quân cao nhất vào tháng 6 là 26,3 oC và thấp nhất vào tháng 1 là 11 o C. Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối là 40,9 oC (tháng 5). Nhiệt độ không khí thấp nhất tuyệt đối là 3,9 oC (tháng 1). Trong năm có khoảng 170 ngày nóng và 100 ngày lạnh. Chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm khoảng 9-10 oC ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của con người cũng như cây trồng và vật nuôi.
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10. Lượng mưa bình quân năm 1.800mm, phân bố không đều, vùng núi lượng mưa có thể lên đến 1.900 mm/năm. Mưa lớn tập trung vào tháng 6 đến tháng 10. Các tháng khô hạn bắt đầu từ tháng 11 nămtrước tới tháng 3 năm sau.
Hướng gió thịnh hành là hướng gió Tây và Tây - Bắc, thường xuất hiện trong các tháng: 10, 11, 12, 1, 2, 4, 5, 7. Tốc độ gió trung bình từ 0,4 đến 0,7 m/s. Gió Tây thường gây ra khô nóng, ảnh hưởng lớn đến đời sống của con người, cây trồng, gia súc.
* Thủy văn
Hệ thống sông suối trên địa bàn thành phố thuộc lưu vực sông Mê Kông, do chịu ảnh hưởng của địa hình nên các suối không liên tục mà bị chia cắt thành từng đoạn, hệ thống các suối chính ở đây có hướng chảy phụ thuộc theo địa hình từng khu vực. Trên địa bàn thành phố có sông Nậm Rốm, suối Nậm Khâu Hũ có lưu lượng dòng chảy lớn nhất vào các tháng 6, 7, 8, 9, 10.
Ngoài ra trên địa bàn còn có hệ thống các suối nhỏ phân bố theo các khe hợp thủy của các dãy núi, các suối này bắt nguồn từ các đồi núi cao đổ ra suối chính, tuy nhiên do địa hình dốc nên khả năng giữ nước kém, vào mùa khô mực nước ở các suối lớn thường xuống rất thấp. Vào mùa khô hệ thống các suối trên địa bàn có lượng nước dự trữ thấp, việc thiếu nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp thường
xuyên xảy ra, cần thiết phải có sự đầu tư cho các hệ thống hồ, đập thủy lợi để tích trữ các nguồn tự nhiên, khai thác và sử dụng nguồn nước một cách khoa học và tiết kiệm mới đem lại hiệu quả. [20]