Panewniki otaczają dwa kompleksy leśne: Lasy Panewnickie i Lasy Załęskie, a dolina Kłodnicy również jest ostoją dla chronionych gatunków roślin i zwierząt.
Geografia lewo|mały|Fragment Panewnik (Nowe Panewniki) w kierunku zachodnim widziany z Okręgowego Szpitala Kolejowego w Katowicach mały|lewo|Kłodnica w Panewnikach na wysokości ulicy Kruczej
Panewniki położone są w zachodniej części Katowic, w granicach dzielnicy Ligota-Panewniki, a fragmentarycznie miejscowość sięga także terenów dzielnicy Piotrowice-Ochojec (część Lasów Panewnickich).
Tereny tej części Katowic geologicznie położone są w niecce górnośląskiej, a obszar ten ma budowę zrębową. Zapadlisko to w okresie karbonu zostało wypełnione przez zlepieńce, piaskowce i łupki ilaste zawierające pokłady węgla kamiennego. W okresie trzeciorzędu utworzyły się główne rysy rzeźby terenów Panewnik. W tym czasie spękaniu uległa wtedy płyta antyklinorium śląsko-krakowskiego, tworząc m.in. rów Kłodnicy zaczynający się na zachód od Ochojca i ciągnący się w kierunku zachodnim przez tereny Ligoty i dalej Panewnik. W czwartorzędzie obszar osady został prawdopodobnie pokryty przez lądolód skandynawski dwukrotnie. Większą część terenu Panewnik budują plejstoceńskie piaski i żwiry fluwioglacjalne, a w mniejszym udziale piaski i żwiry glacjalne z głazami na glinie zwałowej.