Geologia Podłoże Wyżyny Miechowickiej, na której leży Bytom, stanowią łupki i piaskowce z pokładami węgla kamiennego i rudy żelaza z okresu karbonu. W Niecce Bytomskiej, leżącej w północnej części wyżyny, zalegają triasowe skały od pstrego piaskowca do wapienia muszlowego z dolomitami, w których znajdują się rudy cynku, ołowiu i żelaza. Górną warstwę stanowią gliny, piaski i żwiry z epoki plejstocenu.
Gleba Pierwotnie na terenie Bytomia występowały gleby bielicowe i brunatnice, powstałe na osadach polodowcowych lub w dolinie Bytomki, na nanosach rzecznych. Obecnie, ze względu na intensywną działalność człowieka oraz zanieczyszczenie gleby (szczególnie groźne metalami ciężkimi: ołowiem i kadmem), podobnie jak całe środowisko, zostały przeobrażone.
Klimat mały|Żabie Doły Bytom wraz z całym obszarem Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego leży w obrębie śląsko-krakowskiej dzielnicy klimatycznej. Charakteryzuje ją przewaga wpływów oceanicznych nad kontynentalnymi oraz sporadyczne oddziaływanie docierających tu od południowego zachodu przez Bramę Morawską mas powietrza zwrotnikowego. Docierają tu również zimne masy powietrza arktycznego z północy – głównie w chłodnej połowie roku.