市域には多数の研究機関が立地している他、市の北端に日本百名山の筑波山を擁しており、観光地になっている[3]。また、2005年（平成17年）に首都圏新都市鉄道つくばエクスプレスが開業し[4]、市中心部のつくば駅から東京都の秋葉原駅まで最短45分で結ばれている[5]。

つくば市中心部

つくばセンター

国土地理院

地理
位置

つくば市は、東京都心から約50km、成田国際空港から約40kmに位置する。
地形

市を代表する観光地である筑波山は、市北部に位置する。筑波山周辺を除き、関東平野の一部であり筑波台地や稲敷台地と呼ばれる標高20m?標高30mの平坦な地形であり、関東ローム層に覆われている。また、つくば市の9月の標高は4月の標高より2cm低くなるが、市内にある国土地理院の研究によると、5月から8月に水田灌漑用として大量の地下水をくみ上げるためである（台地上のため地下水をくみ上げる必要がある）[6]。

山：筑波山、宝篋山（小田山）、城山

河川：小貝川、桜川、東谷田川、西谷田川、小野川、花室川、稲荷川など

公園：市民一人当たりの公園面積は約10m2であり、全国平均の約6m2を上回っている。洞峰公園など。

面積：28,400ha（うち研究学園地区が2,700ha）

市内全域から標高877mの筑波山が見える。

気候

平野部である市内長峰（高層気象台）にある観測点（「つくば（館野）」）における1991年（平成3年）から2020年（令和2年）の平年値によると、年平均気温は14.3°C、年間降水量は1326.0mmである。太平洋側気候に属するが、内陸性で年間の寒暖の差、一日の内の気温差が大きい。

冬は、1月から2月には最低気温が-5°Cから-8°Cくらいまで下がることもあり、1952年（昭和27年）2月5日には、最低気温-17.0°Cを観測している。また、当市を含む地方の季節風は「筑波颪」（つくばおろし）との異名があるが当市の地勢とはあまり関係がない。降雪は比較的少なく、20cmを超える積雪の年は1971年（昭和46年）以降わずか4回であり、観測史上最深積雪は27cmで1936年（昭和11年）2月5日まで遡る。

一方、夏は蒸し暑く、猛暑日になることもある。1996年（平成8年）8月15日には最高気温37.8°Cを観測した。また、山間部でも標高がそれほど高くないため平野部とは数°C程度の差であり、市内最高峰の筑波山（女体山）でもわずか877mなので避暑地にはならない。

市街地ではヒートアイランド現象が発生しており、竹園・東新井の気温が最も高く、吾妻・二の宮がこれらに次ぐ[7]。冬の早朝の測定結果によれば、竹園・東新井の気温は、郊外部に比べ4°Cも高くなっている[7]。

つくば市長峰（館野 高層気象台、標高25m）の気候
月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年
最高気温記録 °C （°F）22.2
(72)24.5
(76.1)26.6
(79.9)28.8
(83.8)34.1
(93.4)36.7
(98.1)37.3
(99.1)37.8
(100)36.9
(98.4)32.7
(90.9)25.8
(78.4)24.4
(75.9)37.8
(100)
平均最高気温 °C （°F）9.3
(48.7)10.2
(50.4)13.6
(56.5)18.7
(65.7)22.7
(72.9)25.2
(77.4)29.1
(84.4)30.6
(87.1)26.8
(80.2)21.3
(70.3)16.3
(61.3)11.5
(52.7)19.6
(67.3)
日平均気温 °C （°F）3.1
(37.6)4.2
(39.6)7.7
(45.9)12.8
(55)17.4
(63.3)20.8
(69.4)24.6
(76.3)25.9