Přírodní ráz města a okolí je dán jeho rozložením do východní části Českomoravské vrchoviny. Tím je určen charakter povrchu půdy, rostlinstva i živočišstva. Jeho poloha je dána souřadnicemi 16° 16' východní délky a 49 ° 31' severní šířky.

    Podlaží města a jeho blízkého okolí náleží k nejstarší jednotce Českého masívu. Na takovou strukturu ukazuje i okolnost, že se v okolí města dobývala ve středověku ruda, hlavně měděné složeniny, a že se v současné dubě těží uranová ruda. Padle nového orografického členění je prostor Bystřice nad Pernštejnem na rozhraní orografických podcelků Nedvědické vrchoviny a Žďárských vrchů.Nejvyššího bodu v širším okolí dosahuje Horní les 774 m na sever od 
Víru, Babylon 626 m na severozápad od Nedvědice a Olešná 666 m na západ od Bystřice nad Pernštejnem. Z hlediska reliéfního typu je možno zařadit oblast do členité vrchoviny, protože výškový rozdíl nejnižšího a nejvyššího místa je v rozmezí 200 až 300 m. Vyšší jednotkou, do níž povrchově i geomorfologicky náleží Bystřice nad Pernštejnem, je 
Hornosvratecká vrchovina, která je částí Českomoravské vrchoviny.

    Základní pevné místo. od něhož se měří všechny body na území města i katastru, je na spodní straně náměstí, v nadmořské výšce 534 m. Kromě něj je na území katastru stanoveno pět pevných trigonometrických bodů při měření. Nejvyšší místa města je bod na Bratrušíně 595 m n. m., nejnižší místo je pak na říčce Bystřici u samoty č. 213 
Makovský mlýn, které dosahuje výšky 510 m n. m. To znamená, že výškový rozdíl mezi oběma je 85 m. Nejvyšším místem katastru je východně od osady Bratrušín kóta Na křižnici (636 m n. m.). Nejnižším místem katastru je bod. v části Končiny na říčce (výška 435 m n. m.). Výškový rozdíl mezi oběma místy je 201 m. 

    Z hlediska vodopisného patří Bystřicko do povodí řeky Svratky, a tím k části střední Evropy odvodňované Dunajem, odvádějícím vody do Černého moře. Hlavním vodním tokem města je říčka Bystřice, místními obyvateli nazývána 
Bystřička, ve starých pramenech jmenovaná Říčka. Pramení  u Koníkova, mezi obcemi Vojtěchov a Lhota, a přijímá tři malé potůčky, aby měla dost vody pro Skalský rybník. Teprve v západní části města je obohacena vodami Damanínského potoka a ve východní části malými potůčky. Za městem protéká částečně zalesněným údolím, 
zejména v okolí Dvořiště, bez praktického využití. Na západním okraji  obce Víru se vlévá do Svratky- jako její pravý přítok, první pod přehradou. Ze stojatých vod v blízkosti města je známější rybník Argentina a obnovený Domanínský rybník. Změny způsobu bydlení, růst životní úrovně a potřeby hospodářských podniků i  zařízení terciární sféry si vyžádaly i ve městě hromadné zásobování vodou. Ta nebylo v tomto případě problémem, protože v blízkosti je Vírská 
přehrada. odkud je do Bystřice veden vodovod, který  stačí zásobovat celé město dobrou vodou.

    Bystřice nad Pernštejnem patří i se svým okolím do mírně teplé a vlhké oblasti, přesněji do mírně teplého a mírně vlhkého vrchovinového okrsku, charakteristického pro oblasti s nadmořskou výškou nad 500 m. Podnební prvky města je možno čerpat z přesných údajů místní  meteorologické stanice II. řádu, pracující pro Hydrometeorologický  ústav. 
Stanice j e umístěna v blízkosti nádraží v nadmořské výšce 574 m.Prostor města j e v oblasti průměrné roční teploty  +6, 5 ° C. Svědčí o tom i záznam z raku 1975, kdy teplota byla dosti vysoká činila +7,29 °C. Město s okolím se nachází v pásmu srážek od 600 mm do 680 mm, což je opět doloženo záznamem stanice z roku 1975, kdy 
spadlo v dané oblasti 619 mm srážek. Pozorováním bylo zjištěno více než 100 dní v roce, v nichž spadlo více než 1 mm srážek. Průměrná teplota. vzduchu s množstvím a skupenstvím srážek určují počet letních a zimních dní. V Bystřici j e tedy možno odhadovat na  20 - 40 letních dní a 120 - 140 mrazových dní. Celkový podnební ráz je doplněn směrem a silou proudění vzduchu. Nad městem proudí vzduch nejvíce od severozápadu a západu, v létě i v zimě s průměrnou rychlostí 1,5 8 m/s, pouze v zimě se zvyšuje rychlost na prudké větry s akcelerací nad 8 m,/s. Fauna volně žijícího zvířectva je reprezentována druhý žijícími v celém širokém okolí. Částečnou zvláštností je pás přechodu, kde se vyskytují kobylky šedé a obecné.

    Katastr města. Bystřice nad Pernštejnem měří celkem 1712 ha. Z toho vlastnímu městu patří 1135 ha, Dvořišti 240 ha, Bratrušín měl 200 ha  a Domanínek 137 ha. Katastr má poměrně výhodný tvar a sousedí s devíti katastry okolních vesnic. Části katastru mají své názvy. Bystřický  se dělí na trati Beranka, Spojence, Voldán, Kacíř, Horní Rácová, Dolní 
Rácová, Zbitová, Kopaniny a Černý vršek. Bývalý katastr obce Bratrušín má  tyto trati : Zady, Machlice, Pode vsí. Domanínští nazývají části  svého bývalého katastru Pod hájem, U jeřába, Za domy, Od řeky, Za  mlýnem a Poslední trať. Na katastru Dvořiště jsou to Podsedky, Machorůvky, Chocholka a Špitálský les. Stará část: města Bystřice nad Pernštejnem leží na jihovýchodním svahu na levém břehu říčky Bystřice. Bezprostředně u říčky se rozkládá 
Staré město, nad ním náměstí, severovýchodně mezi Starým městem a náměstím uličky pod kostelem a kolem fary, ,jihozápadně od města na břehu říčky Bratrská ulice. Až z 18. století pochází výstavba ve stráni na pravém břehu Bystřice na Skřipci, nad níž vyrostlo sídliště I a průmyslová zástavba při silnici směrem k nádraží, Na východním okraji 
města začala výstavba na Voldáně a při silnici k Víru na Kameníku, později mezi městem a nově vybudovanou silnicí ze Štěpánova k Novému Městu na Moravě vyrostla celá nová čtvrt včetně sídliště na Voldáně, na protější straně města nad říčkou byla vybudována Tyršova  čtvrt a nad ní později Sídliště II. Nejnovější výstavba pokračuje v trati Černý vršek směrem k Domanínku, s nímž město zvolna splývá.