Kota Batu secara geografis berada di kaki dan lereng pegunungan, dengan ketinggian rata-rata 700–1.800 meter di atas permukaan laut. Kota ini memiliki dua karakteristik wilayah yang berbeda, yaitu:
Sebelah utara dan barat bergelombang dan berbukit
Sebelah timur dan selatan relatif datar
Kota Batu memiliki beberapa ciri geografis lain, yaitu:
Berada di persimpangan jalan Malang-Kediri dan Jombang
Terletak di jalur yang menghubungkan Malang-Kediri dan Jombang
Berbatasan dengan Kabupaten Mojokerto dan Kabupaten Pasuruan di sebelah utara
Berbatasan dengan Kabupaten Malang di sebelah timur, selatan, dan barat
Dikelilingi beberapa gunung, di antaranya adalah Gunung Anjasmoro, Gunung Arjuno, Gunung Banyak, Gunung Kawi, Gunung Panderman, Gunung Semeru, Gunung Welirang, dan Gunung Wukir
Memiliki empat jenis tanah, yaitu Andosol, Kambisol, Alluvial, dan Latosol
Memiliki ketersediaan air sungai yang bermuara pada Sungai Brantas
Memiliki ketersediaan sumber-sumber mata air yang cukup potensial
Kota Batu dikenal sebagai salah satu kota wisata terkemuka di Indonesia. Suhu udara di Kota Batu cenderung dingin karena berada di dataran tinggi.