Ukształtowanie terenu Miasto leży w centralnej części Wyżyny Śląskiej, na Garbie Tarnogórskim (Kozłowa Góra) oraz na Wyżynie Katowickiej (Brzeziny Śląskie i Dąbrówka Wielka). Między tymi dwiema wyżynnymi częściami znajduje się Kotlina Józefki oraz Obniżenie Szarleja-Brynicy, utworzone z dolin rzek: Szarlejki i Brynicy. Najwyższym wzniesieniem naturalnym Piekar jest Winna Góra (350 m n.p.m.) w Kozłowej Górze. Kopiec Wyzwolenia, który został usypany w latach 1932–1937, to najwyższy punkt w mieście (356 m n.p.m.). Wzgórze Cerekwica na którym wznosi się Kalwaria ma wysokość 316 m n.p.m. Najniższym punktem jest dno Brynicy (261 m n.p.m.) na południowo-wschodnim krańcu miasta w Dąbrówce Wielkiej. Krajobraz został przekształcony w wyniku intensywnej działalności górniczej w ciągu setek lat. Pojawiły się nowe formy rzeźby terenu: garby, doły, misy, niecki, a najwięcej jest hałd poodpadowych, oczek wodnych i zapadlisk.
Klimat Średnia roczna temperatura wynosi 8,12 °C, średnia temperatura w lipcu 24 °C, a w styczniu – 0 °C. Liczba dni deszczowych wynosi 165. mały|190px|Brynica w Kamieniu (widok na Kamyce)