Jekaterinburg ligger i Russlands asiatiske del, 1667 km øst for Moskva, på østsiden av Uralfjellene, ved elva Iset. Den er omringet av skoger, hovedsakelig taiga, og små innsjøer. Vinteren varer i rundt 5 måneder – fra november til midten av april, og temperaturen kan falle helt ned til minus 40 °C. Sommeren i Ural er kort og varer i snitt 65-70 dager med en gjennomsnittstemperatur i juli på 17,5 °C (1831-1980). Sommersnø er ikke uvanlig. På grunn av byens beliggenhet og skiftende vinder er været svært ustabilt fra dag til dag og fra år til år.