A cidade apresenta um clima ameno, denominado clima tropical de altitude, com inverno seco e com chuvas mais concentradas de outubro a janeiro, com uma variação entre 1.250mm e 1.600mm de precipitação ao longo do ano. 

A capital mineira está no domínio dos planaltos e serras de leste-sudeste, apresentando um relevo acidentado, com elevações que variam de 650 a 1.150 metros de altitude. Destaca-se, entretanto, a serra do Curral que está a 1.500 metros acima do nível do mar. 

A vegetação predominante em Belo Horizonte é do bioma cerrado, especialmente na região nordeste do município, onde se encontram aspectos de “cerradões”, cujas árvores podem alcançar, aproximadamente, 20 metros de altura. Há algumas “lentes” de caatinga no eixo sul da capital mineira. 

A rede de drenagem de Belo Horizonte é bastante densa, com a presença de vários rios, ribeirões e córregos. No contexto de urbanização/metropolização de Belo Horizonte, muitos desses cursos d’água foram retificados e/ou recobertos para que vias urbanas fossem construídas, ligando os diferentes pontos da capital.