齐齐哈尔市地域平坦，平均海拔146米，东部和南部地势低洼。齐齐哈尔市属中温带大陆性季风气候。四季特点十分明显：春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季暂短霜早，冬季干冷漫长。年降水量415毫米，年均温3.2℃，1月均温-25.7℃，7月均温22.8℃。历史上最高气温发生在1980年6月26日，42.1℃，最低气温发生在1956年1月8日，-39.5℃。
年平均无霜期122至151天。年辐射量为每平方厘米110至120千卡，与长江中下游地区相似，生长期（五至九月）的辐射量为每平方厘米65至67千卡。
年日照时数在2600至2900小时，生长期（五至九月），日照时数为1300至1350小时。
齐齐哈尔市有利的气候条件是辐射充裕，雨热同季，不利的气候条件是旱、涝、低温、早霜、风等，它们对农作物的危害程度在年际间、地域上差异较大。齐齐哈尔南部属温暖干旱农业气候区，中部属温和半干旱农业气候区，北部属温凉半湿润农业气候区。 齐齐哈尔基本气候情况（据1971～2000年资料统计） 一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月平均温度（℃）-18.6 -13.4 -3.9 6.5 14.7 20.6 23.1 21.2 14.3 5.0 -6.6 -15.7 平均最高温（℃）-12.5 -6.6 2.6 13.2 21.2 26.3 28.0 26.3 20.3 11.1 -1.1 -10.0 极端最高温（℃）2.4 8.3 23.0 30.9 35.5 40.1 38.7 36.0 31.2 26.9 14.3 6.2 平均最低温（℃）-23.8 -19.3 -10.3 -0.3 7.9 14.9 18.5 16.6 9.1 -0.3 -11.3 -20.4 极端最低温（℃）-36.4 -33.1 -26.4 -12.9 -7.4 1.9 10.8 7.2 -3.5 -16.0 -26.5 -34.8 平均降水量（毫米）1.5 1.7 5.6 17.3 29.6 67.1 128.8 90.0 45.5 20.1 4.4 3.6 降水天数3.5 3.0 3.4 5.1 7.2 11.2 13.7 11.2 9.1 5.1 3.5 4.9 平均风速（米/秒)2.5 2.9 3.7 4.3 4.2 3.4 2.9 2.8 3.2 3.4 3.2 2.5 齐齐哈尔是东北地区西部地区的铁路枢纽。
2013年铁路发送旅客1655.7万人，位列黑龙江省第二、东北地区第五。铁路货运总量1448.5万吨，位列全省第一、东北地区第三。
齐齐哈尔火车站，是东北地区西部最大的火车站、中国铁路交通枢纽之一，是黑龙江省西部、内蒙古自治区北部、吉林省西部的铁路中心枢纽火车站，车站等级为特等站。1909年始建站。在滨洲线上行方向距离哈尔滨站288公里，下行方向距离满洲里站688公里；在滨洲—京哈线上行方向距离北京站1701公里，距离长春站534公里。交通辐射黑龙江省西部、吉林省西部和内蒙古北部。铁路通达本市7县6区，境内有滨洲线、平齐线、齐北线、富西线4条铁路交汇于此，齐齐哈尔火车站每天发出旅客列车100列，其中直达北京的5列、省城哈尔滨的22列。正在建设的齐齐哈尔南站是高铁哈齐客专的终点站。
齐齐哈尔乘坐火车可以抵达北京、哈尔滨、长春、沈阳、大连、天津、上海、杭州、济南、呼和浩特、太原、西安、成都、南京等以及沿线城镇。齐齐哈尔乘火车可以抵达黑龙江省内绝大多数地级市集齐所属城镇，以及满洲里、呼伦贝尔等。
哈齐高速铁路，简称哈齐高铁，是国家“十二五”规划的重点工程，是黑龙江省第一条省内城际间高速铁路，哈齐高速铁路[2] 起自哈尔滨市，止于齐齐哈尔市，途径黑龙江省1个副省级城市、1个较大的市和2个地级市，列车设计运行时速250公里/小时，并预留300公里/小时运行条件，线路全长为282公里，总投资312.4亿元。2015年7月30日，“哈齐客专”称谓从近日起正式更名为“哈齐高铁”。2015年8月17日建成通车。
黑龙江省内客运专线开始建设，哈牡客运专线设计时速250公里/小时。以及哈佳高标准铁路。届时将形成以哈尔滨——齐齐哈尔为中心的东北西部地区经济圈。将辐射牡丹江、佳木斯、大庆、呼伦贝尔四个地级城市。齐齐哈尔铁路枢纽新客运车站——齐齐哈尔南站建成运营。 主要公路有绥满高速、齐嫩高速、齐泰高速、齐甘高速、以及明海公路、301国道、111国道、202国道交叉过境。
2013年公路发送旅客6136万，位列黑龙江省第二、东北地区第八。公路货运总量9399万吨，位列黑龙江省第二。
齐齐哈尔的公路运输事业发展迅速，陆续建成了齐富公路、昂齐公路、嫩江大桥、北京至漠河二级汽车专用公路齐齐哈尔段、齐齐哈尔至富拉尔基专用公路、齐齐哈尔至昂昂溪二级专用公路、机场高速公路、齐齐哈尔至扎龙专用公路等重点工程。公路运输发展到具有高速公路、专用公路、高等级公路为骨干架的干线公路网络。至2013年末，城市公共交通经过多年的发展，形成了以国有公共交通车辆为主体，个体和社会车辆为补充，贯通城乡的客运服务体系。全市公路客运量达6136万人次，货运量达9399万吨。 齐齐哈尔是黑龙江省乃至东北西部地区的邮件集散中心和通信枢纽。2014年全市邮政局（所）243处，邮政业务收入42.3亿元，其中，电信业务总量39.2亿元，邮政业务总量3.1亿元。2014年末固定电话用户66.4万户，下降18.7%，移动电话用户427.3万户，增长33.4%。固定宽带接入用户54.1万户，增长22.9%。
