地形

台北市中心区域位于台北盆地底部，大屯火山群（休眠火山）位于市区北边与台北县接壤处，整个山系于市区内大致向南延伸并趋缓，直抵圆山、大直与内湖等地，是台北市境内最大的山系。最高的七星山为1120米，次高的大屯山为1092米，山系中心地带与北投侧的外缘地带有不少火山地形。市区东边的内湖、南港与南边的木栅多为丘陵地形。标高约300多米的南港山系（拇指山系）则横亘于信义、南港两区之间。

水文

台北市境内的河流属于淡水河流域。淡水河主河道以及自淡水河分出的新店溪流经台北市大同区（大龙峒、大稻埕）、万华、公馆、景美等地的市区边界（淡水河主河道往西南续接大汉溪）。

基隆河于关渡一带自淡水河分出，流经社子、士林、大直、内湖、松山、南港后出台北市境续流经新北市汐止、基隆市暖暖等地。过去因河道极为弯曲，每遇大雨常有水患，因此士林段、内湖段和一小段南港段的河道皆进行过截弯取直工程。景美溪于景美一带自新店溪分出，流经景美、木栅至台北县深坑。双溪于士林、北投交界一带自基隆河分出，磺溪再由双溪分出，双溪流经芝山岩、外双溪等地，磺溪则流经石牌、天母等地，上溯大屯山系的纱帽山、大屯山。

气候

台北市位于北纬25度线附近，北回归线以北，又因为是在海岛上，地处东亚大陆与太平洋之间，受干冷的蒙古高压与暖湿的太平洋高压交互影响，形成了亚热带季风气候。由于海洋的调节，其气温比同纬度大陆地区高2～5℃，尤其在秋冬季节，此特点尤为突出。

从纬度来看，台北位于北回归线以北，属于亚热带季风气候。但从各月平均气温来看，却酷似热带季风气候，表现在：长夏无冬，只有热季与凉季之分：通常4～11月为热季、12～次年3月为凉季。有时受到全球暖化或特殊的气候变化影响，凉季期间也会出现忽暖忽冷的现象（如2005年2～3月蒙古高压带来的强烈冷气团，使得台北的温度少见地降至摄氏5.6度，邻近台北的淡水更出现摄氏3.9度的低温）。

由于台北位于东亚季风带内，因此气候也受东北季风影响。也因为有东北季风的影响，才不致使淡水河有因水量不足而断流的问题。另外还有一个特殊的气候特征：因为市区主要位于台北盆地中，气候也深受盆地地形影响。夏季由于盆地周围的高山而不易使热气排出，使得市内的气温通常较周围的地区高出摄氏1～2度。进入冬季后，市区周围的山地与丘陵地较容易形成地形雨。每年5月前后，由于蒙古高压与太平洋高压交会形成锋面，使得台湾进入梅雨季节，此时台北的降雨天数也会增加。夏季也经常会因为上升气流旺盛，形成午后雷阵雨。