* Vị trí địa lý:
Thành phố Tuyên Quang nằm ở phía Nam tỉnh Tuyên Quang; bên bờ sông Lô thuộc hạ lưu của hệ thống sông Lô, sông Gâm, có toạ độ địa lý từ 21o47’ đến 21o5’ vĩ độ Bắc và từ 105o11’ đến 105o17’ kinh độ Đông. Cách thủ đô Hà Nội 165 km về phía Tây Bắc theo Quốc lộ 2; cách thành phố Thái Nguyên 80 km về phía Tây theo Quốc lộ 37; cách thành phố Yên Bái 60 km về phía Đông theo Quốc lộ 37.
Theo báo cáo kết quả kiểm kê năm 2010, thành phố Tuyên Quang có tổng diện tích tự nhiên là 4.394,12 ha và có ranh giới hành chính, như sau:
- Phía Bắc giáp xã Tân Long, Tân Tiến (huyện Yên Sơn);
- Phía Nam giáp xã Nhữ Khê, thị trấn Tân Bình (huyện Yên Sơn), xã Cấp Tiến (huyện Sơn Dương);
- Phía Đông giáp xã Thái Bình, Tiến Bộ (huyện Yên Sơn), xã Vĩnh Lợi (huyện Sơn Dương);
- Phía Tây giáp xã Trung Môn, Hoàng Khai, Kim Phú, Nhữ Hán (huyện Yên Sơn).
Với vị trí địa lý thuận lợi, có Quốc lộ 2, Quốc lộ 37, Quốc lộ 2C…và đường sông chạy qua, đây là những tuyến giao thông quan trọng, vì vậy thành phố Tuyên Quang có nhiều điều kiện thuận lợi trong việc giao lưu kinh tế, văn hóa xã hội với các địa phương trong và ngoài tỉnh để thúc đẩy sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội trong tương lai.
* Địa hình, địa mạo:
Quá trình vận động kiến tạo của địa chất qua nhiều thế kỉ đã tạo nên những nét đặc thù riêng về địa hình, địa mạo ở từng khu vực trên địa bàn thành phố.
- Địa hình vùng núi: Phân bố chủ yếu ở phường Nông Tiến, xã Tràng Đà. Đây là vùng núi cao, địa hình chia cắt mạnh. Độ cao trung bình ở vùng
địa hình này bình quân 300-400 m so với mặt nước biển, đỉnh cao nhất là 510,3 m (thuộc khu bãi rác, phường Nông Tiến), độ dốc phần lớn trên 250, có trữ lượng lớn về đá vôi, thuận lợi cho việc phát triển lâm nghiệp và công nghiệp khai khoáng.
- Địa hình đồi thấp: Dạng địa hình thấp phân bố khu vực phía Nam thành phố. Đây là vùng có địa hình đồi bát úp có độ chia cắt trung bình. Độ cao bình quân 80-120 m so với mặt nước biển, độ dốc thường từ 8-150, thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp.
- Địa hình đồng bằng: Dạng địa hình đồng bằng thường phân bố thành các dải hẹp dọc theo ven sông suối và ở các thung lũng xen các đồi thấp. Độ cao bình quân so với mặt nước biển từ 15-25 m, đất đai tương đối bằng phẳng, độ dốc thường dưới 80
thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp.[19]
* Khí hậu:
Thành phố Tuyên Quang nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có đặc điểm khí hậu của vùng núi Bắc Bộ, một năm chia thành 2 mùa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ
trung bình hàng năm khoảng 230C. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1600
mm, tập trung nhiều nhất vào các tháng 7, 8 và tháng 9. Độ ẩm trung bình 84%. Hướng gió chính là hướng Tây Bắc - Đông Nam, tốc độ gió trung bình 1,4m/s, tốc độ gió lớn nhất 36m/s , ít xảy ra bão lốc. [19]
* Thủy văn:
Chế độ thuỷ văn phụ thuộc chủ yếu vào hệ thống sông, ngòi, hồ nước có trên địa bàn. Thành phố nằm ở hạ lưu sông Lô - Gâm và có 04 ngòi lớn là Ngòi Cơi, Ngòi Là, Ngòi Chả, Ngòi Thục nên chịu ảnh hưởng chế độ thuỷ văn của các sông, ngòi đó.
Hệ thống sông Lô - Gâm: Bắt nguồn từ cao nguyên Vân Nam Trung Quốc, chảy qua Hà Giang, qua thành phố Tuyên Quang: Diện tích lưu vực 29.600 km2, lưu lượng lớn nhất mùa lũ Qmax = 8.890 m3/s, lưu lượng trung bình năm mùa lũ Qtb = 725m3/s, lưu lượng nhỏ nhất mùa khô Qmin = 102m3/s. chế độ dòng chảy mùa lũ chiếm 70 - 80% tổng lượng nước cả năm, mùa khô chỉ chiếm 20% tổng lượng nước cả năm.
Thành phố chịu ảnh hưởng bởi các ngòi bắt nguồn từ dãy núi phía Tây và Tây Nam, là dòng chảy chính của nước mưa được tập trung từ dãy núi và thung lũng phía Tây thành phố đổ ra sông Lô. Nhìn chung, hệ thống sông
ngòi trên địa bàn thành phố Tuyên Quang được chi phối trực tiếp bởi cấu tạo địa hình, về mùa mưa địa hình có độ dốc lớn gây ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất và sinh hoạt, gây xói mòn và rửa trôi đất.[19]