Lądolód zlodowacenia Wisły nasunął się dwukrotnie na teren Suwalszczyzny: około 67–55 tysięcy lat temu (stadiał Świecia) oraz 23–12 tysięcy lat temu (stadiał leszczyńsko-pomorski). Dominującą jednostką geomorfologiczną miasta jest równina sandrowa (położona na wysokości 180 m n.p.m.), jedynie w części północnej znajduje się wysoczyzna morenowa. W równinę sandrową wcięta jest erozyjnie dolina Czarnej Hańczy osiągająca szerokość 5–10 km. W dolinie Czarnej Hańczy wyróżnia się trzy tarasy erozyjno-akumulacyjne: taras I – zalewowy, powyżej 0,5 m nad średnim stanem rzeki taras II – nadzalewowy, sandrowy, 6,5–8,5 m ponad poziom rzeki, na tym tarasie zlokalizowana jest znaczna część miasta taras III – sandrowy, 11–19 m nad poziom rzeki, na tym tarasie zlokalizowana jest północna część miasta (osiedla Północ I i Północ II)
Naturalna rzeźba terenu została poddana znacznej antropopresji na terenach eksploatacji złóż kopalin: Sobolewo, Krzywólka i Potasznia.
Klimat W porównaniu z innymi rejonami Polski miasto stosunkowo często odczuwa wpływ arktycznych i kontynentalnych mas powietrza.