Pod względem geograficznym obszar północny miasta należy do Pojezierza Chełmińskiego, wschodni do Pojezierza Dobrzyńskiego, a południowy leży w dolinie Wisły, zwanej Kotliną Toruńską, stanowiącą część Pradoliny Toruńsko-Eberswaldzkiej. Większa część miasta położona jest po prawej stronie Wisły, historycznie, a przez to kulturowo i cywilizacyjnie należy do Pomorza, a lewobrzeżna zaś do Kujaw.
Środowisko przyrodnicze thumb|upright|left|Bulwar Filadelfijski usytuowany nad Wisłą Średnia wysokość nad poziomem morza wynosi 65 m, brzeg Wisły 42 m n.p.m.
Toruń znajduje się w strefie klimatu umiarkowanego ciepłego. Klimat Torunia wyróżnia się dużą zmiennością. Wynika ona ze zmienności wywoływanej przez zderzenie się mas powietrza oceanicznego z zachodu i kontynentalnego ze wschodu. Wpływ na klimat ma położenie miasta w Kotlinie Toruńskiej od południa i w dolinie Wisły od północy. Największa intensywność opadów przypada na lato. Średnia temperatura roczna powietrza w latach 1871–2010 wynosiła 7,7 °C. Najzimniejszym w analizowanym okresie miesiącem był styczeń (–2,5 °C), a najcieplejszym lipiec (18,2 °C). Najniższa średnia temperatura roczna we wskazanym okresie została odnotowana w 1871 roku (4,9 °C), a najwyższa w 2000 roku (9,7 °C). Średnia roczna suma opadów w latach 1871–2010 wyniosła 517,6 mm.