原」相称的连绵不断的地形各有特点，此种地形多为地势高而开阔，城郊以龙首原、白鹿原、少陵原、神禾原、细柳原、乐游原最为有名。西安地区自古有「八水绕长安」的说法——东部有灞河、浐河，西部有涝河、沣河、南部有潏河、滈河，北部有泾河和渭河。都属黄河流域的渭河水系。除此之外流量较大的还有发源自太白山的黑河（西安市的主要生活取水源地）。
气候.西安位于温带季风气候区和亚热带季风气候区的过渡地带，南部的秦岭山脉是中国的南北方气候分界线"秦岭-淮河线"的一部分，因此兼具两种气候的部分特点。该市