za wiaduktem kolejowym nad ulicą Tunelową granica kieruje się równolegle wzdłuż cieku wodnego do ulicy T. Kościuszki, a dalej wzdłuż tej ulicy do granicy miasta Katowice z Mikołowem, Od zachodu – pokrywa się ona z granicą Katowic z Mikołowem od przecięcia z ulicą T. Kościuszki do przecięcia ze szlakami turystycznymi przy Stargańcu.
Według podziału fizycznogeograficznego Jerzego Kondrackiego obszar Piotrowic-Ochojca położony jest w mezoregionie Wyżyna Katowicka (341.13), stanowiącym południową część makroregionu Wyżyna Śląska. Wyżyna Śląska jest fragmentem podprowincji Wyżyna Śląsko-Krakowska. Pod względem krain historycznym dzielnica znajduje się we wschodniej części Górnego Śląska.
Geologia Tereny Piotrowic-Ochojca położone są w niecce górnośląskiej, a obszar ten ma budowę zrębową. Na przełomie dewonu i karbonu zostało zaburzone paleozoiczne podłoże Wyżyny Śląskiej poprzez utworzenie zapadliska, które w okresie karbonu zostało wypełnione przez zlepieńce, piaskowce i łupki ilaste zawierające pokłady węgla kamiennego. Utwory z tego okresu budują podłoże dzielnicy jedynie we wschodniej jej części w rejonie rezerwatu przyrody „Ochojec” oraz niewielki fragment w strefie pomiędzy doliną Ślepiotki a ulicą Spółdzielczości. Są to wychodnie warstw orzeskich (westfal B).