盆地という山々に囲まれた閉鎖的な地形をしているにもかかわらず、福知山周辺地域では少なくとも縄文時代から人が住んでいたことなどから古くから道路が整備され、山陰地方と畿内（京阪神）方面をつなぐ交通の要衝として栄えたまちである。百人一首の中の小式部内侍が歌った「おほえ山 いくの（生野）の道の遠ければ まだふみも見ず 天橋立」の歌枕として登場する生野は福知山市内の地名 であることからも、その福知山と交通の歴史の深さを知ることが出来る。徳川家康は関ヶ原の戦いの後、信頼のおける有馬豊氏を山陰道が走る福知山藩八万石の城主に抜擢したことでも軍事上の重要度が窺い知れる。1987年（昭和62年）ごろから京阪神から日本海側へつながる高速道路である舞鶴若狭自動車道も整備された。冬期の早朝の山間部では霧が濃く路面の凍結もまた見られる。国道9号（山陰道）の一部などではスプリンクラーによる散水を行い、解雪や凍結を防いでいる地域も見られるがそれはほんの一部であり、基本的に冬季の車での移動はスタッドレスタイヤを装着しないと非常に危険な状態となるから注意が必要である。国道9号では福知山道路として市内の一部区間の4車線化工事が進められている。
現在の陸上自衛隊第7普通科連隊が駐屯する福知山駐屯地には、かつては旧陸軍歩兵第20連隊の駐屯地があった。福知山線や山陰本線は、国内有数の軍港・舞鶴港と京阪神をつなぐ鉄道として整備促進されたという側面もあった。その中継地点である福知山は軍事都市としても栄えたといえる。太平洋戦争末期には旧海軍の「石原飛行場」と呼ばれる航空基地もあった。その滑走路は長さ1700メートルにもおよび、現在の中丹広域農道沿いに市内前田から石原をまたぎ戸田にまで延びていた。主に練習用として使われていたものの米軍の機銃掃射の攻撃対象にもなっていた。そのため周辺には敵機を撃墜させるための高射砲や物資格納倉庫などが備えられており、終戦が遅ければ福知山市も空襲の対象になっていたのではないかともいわれるほどの軍事拠点でもあった。その滑走路は地元の農民が破壊し農地に復興させたため今では見ることができなくなっている。
周辺部には、郊外型ショッピングセンターのイオン、プラントなどを擁した開発地や、旧町の集落が見られるが、大部分は多数の田畑が広がる。地形的には山地が多く、クマ だけでなく、シカやイノシシなどの多数の野生動物が生息している。福知山の特産品である丹波栗などを含む農作物が狙われ、年度によって深刻な被害を農家へもたらすこともあり、檻の共同オーナーを募集するNPO法人も存在する。
一方、福知山盆地外にあたる夜久野町額田（ぬかた）からは約2億2千万年前の新種のアンモナイトの化石が出土している。出土した地名にちなんで「ヤクノセラス・ヌカタエンゼ」と名付けられた。アンモナイトは本来海底に生息する生物であることから、かつての海底が隆起したものと考えることが出来るが、詳しい地形形成履歴は分かっていない。また、市内夜久野町小倉に所在する田倉山は夜久野高原を形成した京都府下唯一の火山であるが、そのふもとには柱状節理の玄武岩を見ることができる。この地ではかつてさまざまな鉱物が産出されており、特に大江山は金属鉱脈が多く河守鉱山では銅鉱・黄銅鉱・硫化鉱・クロム鉄鉱・銀鉱が、また仏性寺鉱山ではモリブデン（水鉛）が採掘された。また、上川口地区の富国鉱山は国内有数のビスマス鉱山であった（なお、大江山ニッケル鉱山は、与謝野町域にあたる）。このほか現在廃坑となっているいずれの鉱山も、京都府レッドデータブックに登録 されており、坑道の整備、保存の必要性が叫ばれている。
基本的に日本海側気候であり旧三和町を除いて豪雪地帯である。旧丹後地域（雲原・大江）を除く盆地においては“やまかげ”となり、丹後地方に比較して量は少なめである。また、盆地地形により秋と冬には霧が発生する。特に冬期の早朝の山間部では霧が濃く路面の凍結も見られる。晴天時の午前中の霧、冬季の雪雲によって日照時間が少なくなる。平地（福知山地域気象観測所）の平均気温は14度程度、年間降水量は1500ミリ程度で年間日照時間は1400時間程度である。降水量の季節分布としては旧丹後地域では降雪を中心に冬季雨量が多いが、以南では梅雨・台風により夏季雨量のほうが多くなる傾向がある。
1923年（大正12年）にデボ201 - 207の7両が日本車輌製造で新製された。1925年（大正14年）に尾西鉄道は（旧）名古屋鉄道に吸収合併されたが、本形式は車番・車種記号ともに変化はなかった。後年、デボ201・202の2両が柳橋駅－下呂駅直通列車用の特別仕様車に改装され、デボ250形251・252と改称・改番された。貫通路や便所等が設置され、1933年（昭和8年）7月よりデセホ750形755・756に代わり運行された。その後1940年（昭和15年）に高山本線直通列車が土曜・休日の運行から毎日1往復の運行になると、同列車には鉄道省の客車が使用されることになり、高山線直通運用から外れた本形式は便所等を撤去し一般運用に戻された。現・名古屋鉄道（名鉄）設立後にモ200形・モ250形と改称され、戦後は600V線区の瀬戸線、蒲郡線、西尾線で使用された。その後支線区の架線電圧1500V昇圧に伴い、最終的には全車が揖斐線・谷汲線に集結し、1966年（昭和41年）に全廃された。なお廃車直前の1965年（昭和40年）にモ205が制御車化されク2050形（2代、2051）となっていた。