Najwyższy punkt Szopienic, położony w jednostce morfologicznej Wyżyna Siemianowicka, osiąga wysokość 270 m n.p.m. Centralna część osady położona jest w Obniżeniu Rawy, natomiast wschodnia część (Drugie Szopienice) oraz rejon zespołu przyrodniczo-krajobrazowego „Szopienice-Borki” położony jest w Kotlinie Mysłowickiej. Tam też, przy granicy z Sosnowcem, znajduje się najniżej położony punkt tej części Katowic, wynoszący około 250 m n.p.m. Gleby Szopienic posiadają IV klasę bonitacyjną.
Klimat Szopienic nie wyróżnia się zbytnio od klimatu dla całych Katowic, a jedynie jest modyfikowany przez lokalne czynniki (topoklimat). Występuje tu klimat umiarkowany przejściowy z przewagą prądów oceanicznych nad kontynentalnymi. Dominują wiatry zachodnie (około 60% udziału), a w mniejszym stopniu wschodnie i południowe. Średnia roczna temperatura w wieloleciu 1961–2005 dla stacji na Muchowcu wynosi 8,1 °C. Średnie roczne usłonecznienie w wieloleciu 1966–2005 wynosiło 1474 godziny. Średnia roczna suma opadów dla wielolecia 1951–2005 wynosiła 713,8 mm.