Nằm ở khu vực chuyển tiếp giữa miền Tây Bắc, Việt Bắc và trung du Bắc Bộ, thành phố Yên Bái nằm ở vị trí 21,420B, 104,520Đ, là trung tâm tỉnh lỵ tỉnh Yên Bái với diện tích tự nhiên là 58.020km2; phía Bắc và phía Đông giáp huyện Yên Bình, phía Tây và phía Nam giáp huyện Trấn Yên của tỉnh.

            Thành phố nằm bên tả ngạn sông Hồng, có độ cao trung bình so với mặt biển là 35m, với cấu tạo địa hình gồm dải phù sa ven sông, đồng bằng phù sa cổ thềm sông, các đồi núi thấp, đỉnh tròn hình bát úp, các thung lũng, khe suối len lỏi xen kẽ đồi núi và cánh đồng lượn sóng chạy dọc theo triền sông.

            Các yếu tố khí hậu của thành phố mang đặc trưng khí hậu chuyển tiếp của miền Tây Bắc và Việt Bắc. Nhiệt độ trung bình cả năm là 23,40C, mùa nóng vào các tháng 4, 6 là 330C, mùa lạnh vào tháng 1 là 130C, tối cao tuyệt đối là 370C, tối thấp tuyệt đối là 40C.

            Lượng mưa trung bình năm là 1.755,8mm. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5, 6 là 330C, mùa lạnh vào tháng 1 là 130C, tối cao tuyệt đối là 370C, tối thấp tuyệt đối là 40C.

            Lượng mưa trung bình năm là 1.755,8 mm. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm (cao điểm vào các tháng 6, 7, 8) chiếm 80 - 85% lượng mưa cả năm. Có những năm xuất hiện mưa đá cục bộ trên địa bàn thành phố.

            Do ảnh hưởng của dãy Hoàng Liên Sơn ở phía Tây và hồ Thác Bà ở phía Đông nên thành phố Yên Bái có độ ẩm cao hơn một số nơi khác trong tỉnh, độ ẩm trung bình là 87%, có lúc lên tới hơn 90%.

            Nằm ở vị trí nội chí tuyến, lượng bức xạ mặt trời là lớn và khá đồng đều. Số giờ nắng trong năm phụ thuộc vào độ che phủ của mây, những tháng nhiều mây che khuất mặt trời thì số giờ nắng giảm và ngược lại. Thành phố Yên Bái có số giờ nắng trung bình một năm là 1.278 giờ.

            Gió mùa Đông Bắc thịnh hành ở Yên Bái từ tháng 12 đến tháng 3. Trong những ngày mùa đông, hiện tượng sương mù về sáng sớm và chiều tối rất phổ biến. Trong mùa này hàng năm còn có một vài ngày sương muối. Gió mùa Đông Nam thịnh hành từ 4 đến tháng 11 tạo ra sự mát mẻ và mưa. Sang thời kỳ đầu mùa hè (tháng 5, 6) có gió tây nam xen kẽ tạo ra khí hậu khô nóng và độ ẩm thấp.

            Tài nguyên đất ở thành phố về nguồn gốc phát sinh có thể phân ra thành hai hệ đất chính đó là hệ đất phù sa hình thành do sông suối bồi đắp và hệ đất Feralit phát triển trên nền địa chất đa dạng của địa hình đồi núi. Về nông hoá thổ nhưỡng, đất ở Yên Bái chia thành các loại sau:

            Đất phù sa được bồi tụ hàng năm tập trung phân bố ở xã Tuy Lộc, phường Nguyễn Phúc, phường Hồng Hà... dư lượng phù sa lớn, ít chua, thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt trung bình, độ phì cao, thích hợp cho việc trồng rau, màu, cây công nghiệp ngắn ngày.

            Đất phù sa không bồi tụ hàng năm được phân bố trải dọc theo sông Hồng, xã Nam Cường thích hợp cho việc trồng lúa.

            Đất Feralit vàng đỏ trên nền phiến thạch sét có độ dốc lớn, tầng đất dày, thành phần cơ giới thịt nặng, dinh dưỡng khá phân bố ở các phường Đồng Tâm, Yên Thịnh, Minh Tân và xã Nam Cường, Minh Bảo, Tân Thịnh thích hợp cho việc trồng cây công nghiệp như chè, cà phê và trồng cây làm nguyên liệu giấy.

            Các yếu tố về địa hình, khí hậu, đất đai đã tạo điều kiện cho thành phố phát triển về kinh tế - xã hội, tuy nhiên những yếu tố này cũng ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất và đời sống.

            Chế độ thuỷ văn của thành phố khá phong phú nhờ có sông Hồng chảy qua và hệ thống hồ, đầm, khe, suối. Sông Hồng có nhiều tên gọi khác nhau. Đoạn chảy qua thành phố Yên Bái được gọi là sông Thao. Sông Hồng bắt nguồn từ dãy Nguỵ Sơn tỉnh Vân Nam Trung Quốc cao trên 2.000m là điển hình về hướng Tây Bắc Đông Nam. Đoạn sông Hồng chảy qua thành phố Yên Bái độ dốc giảm, lòng rộng từ 100 - 200m, xuất hiện bãi bồi. Chiều sâu mùa cạn thấp nhất là 2 - 3m, mùa lũ có thể lên tới 20 - 30m. Sông Hồng có những tính chất thuỷ văn đặc biệt với một lượng nước phong phú và một lượng phù sa lớn. Từ tháng 11 đến tháng 4 hàng năm lưu lượng nước là 2.000m3/s, từ tháng 5 đến tháng 10 là 4.000m3/s. Thuyền bè có thể đi lại quanh năm, còn tàu thuỷ, canô chỉ đi lại trong khoảng 9 tháng vì có nhiều bãi cạn và nổi. Bắt đầu từ Yên Bái đã xuất hiện những đoạn đê đầu tiên của hệ thống đê sông Hồng.

            Do sông Hồng phát nguyên và chảy qua vùng đất đỏ đá vôi, đá biến chất và vùng trầm tích có chứa phốt phát nên hàng năm hai bên bờ sông Hồng ở thành phố Yên Bái được bồi đắp một lượng phù sa nhiều dinh dưỡng, trung bình thích hợp với nhiều loại cây trồng.

            Lượng phù sa trên dòng chính sông Hồng là lớn nhất Bắc Bộ. Lượng phù sa của sông chảy qua thành phố là 1.770g/m3. Do lượng phù sa lớn, lượng chuyển cát bùn nhiều chứng tỏ độ xâm thực trên địa bàn là 926 tấn/km2/năm. Trong 3 tháng từ tháng 7 đến tháng 9 trên sông Hồng có lưu lượng lũ lớn nhất xuất hiện. Ngọn lũ lớn nhất hàng năm xuất hiện vào các tháng 7, 8, 9. Trùng với mùa mưa bão; mưa do phrônglanh gây lũ lớn trên sông từ tháng 9 đến tháng 10 có năm sang cả tháng 11. Do bị ảnh hưởng của lũ, nên ở thành phố thường xuyên có lụt cục bộ ở những khu vực thấp như phường Hồng Hà, Nguyễn Phúc, xã Tuy Lộc. Theo số liệu thống kê thì trong vòng 100 năm  trở lại đây có 4 lần sông Hồng lũ đặc biệt lớn đó là các năm 1913, 1945, 1968 và 1971.

            Ngoài nguồn nước chính ở sông Hồng, thành phố còn có một hệ thống hồ, đầm, khe, suối tiêu biểu là hồ Hào Gia, hồ Bơi (hồ công viên Yên Hoà) là nguồn nước tự nhiên vừa có tác dụng làm cảnh đẹp và làm tăng nguồn nước tự nhiên.

            Tài nguyên khoáng sản là một trong những thế mạnh của thành phố Yên Bái. Khoáng sản được chia thành các nhóm chính sau:

            - Nhóm vật liệu xây dựng: Phân bố rộng rãi toàn thành phố Yên Bái, nhưng nhìn chung cát, sỏi được khai thác chủ yếu dọc ven sông Hồng. Đất sét ở Bái Dương, Tuy Lộc dùng cho sản xuất gạch, ngói.

            - Nhóm khoáng chất công nghiệp: Các nguyên liệu kỹ thuật như mỏ cao lanh có trữ lượng gần 3 triệu tấn ở Minh Bảo, đã được khai thác khoảng 202.050 tấn) là nguyên liệu để làm đồ phụ gia trong ngành công nghiệp sản xuất giấy, thuỷ tinh, gốm sứ; sét ở Xuân Lan với trữ lượng 3.795.000m3, Nam Cường 1.260.000m3, Bái Dương 564.900m3.

            Với vị trí địa lý tự nhiên như vậy, thành phố Yên Bái là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, khoa học kỹ thuật của tỉnh, đồng thời nằm ở vị trí trên tuyến giao thông nối liền giữa Đông Bắc và Tây Bắc, giữa cửa khẩu Hải Phòng - Hà Nội - Lào Cai. Chính vì vậy, thành phố Yên Bái có điều kiện và vai trò hết sức quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội, có điều kiện thuận lợi giao lưu với các tỉnh trong nước và với nước bạn Trung Quốc. Trong những năm đổi mới kinh tế, thành phố Yên Bái ngày càng khẳng định vị trí trung tâm của mình trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của tỉnh và các tỉnh miền núi, trung du Bắc Bộ.

            Địa lý hành chính:

            Thành phố Yên Bái trong suốt chiều dài lịch sử đã trải qua nhiều lần thay đổi về địa danh và địa giới hành chính. Thời các Vua Hùng, mảnh đất này nằm trong bộ Tân Hưng, thời phong kiến Bắc thuộc nằm trong vùng đất Tượng Quân, Giao Chỉ rồi Phong Châu. Đến thế kỷ XI (thời nhà Lý) thuộc Châu Đăng. Thế kỷ XVI (đời Lê Thành Tông) nằm trong lộ Quy Hoá thuộc tỉnh Hưng Hoá. Cuối thế kỷ XVI là một làng nhỏ bé trong tổng Bách Lẫm, phủ Quy Hoá thuộc tỉnh Hưng Hoá.

            Ngày 15 tháng 4 năm 1988, thực dân Pháp phân chia các địa bàn từ Thanh Hoá trở ra Bắc thành 14 quân khu. Địa bàn thành phố Yên Bái ngày nay thuộc Quân khu Yên Bái.

            Sau một thời gian, toàn quyền Đông Dương Đờ-la-nét-xăng đã ra Nghị định bãi bỏ các quân khu để thiết lập các đạo quan binh hoàn toàn nằm trong chế độ quân quản. Dưới đạo quan binh là các tiểu quân khu. Ngày 9 tháng 9 năm 1891, toàn quyền Đông Dương quy định đạo lỵ quan binh Yên Bái đặt tại xóm Đồng Thị, xóm Gò Cau tại làng Yên Bái, tổng Bách Lẫm huyện Trấn Yên. Đứng đầu đạo quan binh là một viên trung tá.

            Ngày 11 tháng 4 năm 1900, toàn quyền Đông Dương ra Nghị định thành lập tỉnh Yên Bái, tỉnh lỵ được đặt tại làng Yên Bái thuộc tổng Bách Lẫm, huyện Trấn Yên. Thị xã Yên Bái được hình thành là trung tâm của tỉnh nằm ở chân đồn Cao - khu vực quân sự của thực dân Pháp (phường Nguyễn Phúc ngày nay) với diện tích chưa đầy 2km2. Năm 1905, một số làng thuộc tổng Bách Lẫm được đưa vào thị xã. Thị xã Yên Bái lúc đầu chỉ là một phố thuộc phủ Trấn Yên rồi dần dần hình thành 4 khu phố nhỏ là phố Hội Bình, Yên Lạc, Yên Hoà, Yên Thái (khu vực phường Hồng Hà ngày nay).

            Tháng 7 năm 1954, hoà bình lập lại trên miền Bắc, thị xã Yên Bái được khôi phục và mở rộng. Ngày 7 tháng 4 năm 1956 theo Nghị định số 72/TTg của Thủ tướng Chính phủ đã quyết định tái lập thị xã Yên Bái. Thôn Lò Vôi thuộc xã Minh Bảo và xóm nhà thờ thuộc xã Nam Cường được đưa vào thị xã Yên Bái.

            Ngày 16 tháng 1 năm 1979, do yêu cầu của nhiệm vụ chính trị, thị xã Yên Bái cần được mở rộng, Hội đồng Bộ trưởng đã có Quyết định số 15-CP/HĐBT quyết định sáp nhập các xã Tuy Lộc, Nam Cường, Tân Thịnh và Minh Bảo của huyện Trấn Yên vào thị xã Yên Bái.

            Ngày 6 tháng 6 năm 1988, tại Quyết định số 101-HĐBT của Hội đồng Bộ trưởng đã quyết định phát triển 4 phường của thị xã Yên Bái là phường Hồng Hà, Nguyễn Thái Học, Minh Tân, Yên Thịnh lên thành 7 phường cụ thể như sau: chia phường Hồng Hà thành 2 phường lấy tên là phường Hồng Hà và phường Nguyễn Phúc; chia phường Nguyễn Thái Học ra thành 2 phường lấy tên là phường Nguyễn Thái Học và phường Yên Ninh; chia phường Minh Tân thành 2 phường là phường Minh Tân và phường Đồng Tâm.

            Ngày 11 tháng 1 năm 2002, thị xã Yên Bái được Thủ tướng Chính phủ ra Nghị định số 05/2002/NĐ-CP thành lập thành phố Yên Bái trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của thị xã Yên Bái.

            Theo Nghị định số 87/2008/NĐ-CP/ ngày 04/8/2008/ của Chính phủ: về việc điều chỉnh địa giới hành chính huyện Trấn Yên để mở rộng thành phố Yên Bái, hiện nay thành phố Yên Bái có diện tích tự nhiên là: 10.815.45ha và 95.892 nhân khẩu với 17 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm 7 phường và 10 xã.

            Địa lý nhân văn:

            Dân cư của thành phố Yên Bái mang đặc trưng của cư dân thành thị vùng cao. Những năm đầu thế kỷ XX dân cư của thị xã Yên Bái thưa thớt. Người Kinh chiếm hầu như đa số, họ tập trung ở Bách Lẫm, Giới Phiên và thị xã Yên Bái với mật độ dân số là trên 10 người/1km2. Tuy nhiên, khi thực dân Pháp mở tuyến đường sắt Hải Phòng - Hà Nội - Lào Cai và do chính sách tiểu đồn điền nên các luồng cư dân theo đường sông Hồng lên ngày một gia tăng, vì vậy dân số ở thị xã được tăng khá nhanh. Họ từ mạn Phú Thọ, Nam Định, Hà Nam, Hà Đông, Thái Bình lên sinh sống tại các vùng Bách Lẫm, Nam Cường. Trong dòng người nhập cư này phải kể thêm một số người từ các tỉnh miền xuôi lên đây khai thác lâm sản, buôn bán rồi ở lại luôn.

           Ở vị trí nằm trên các tuyến đường giao thông huyết mạch thuỷ, bộ nên thành phố Yên Bái trở thành một trong những đầu mối thông thương quan trọng giữa miền ngược và miền xuôi. Đạo Phật, Đạo Thiên Chúa đã thâm nhập vào đây từ rất sớm chứng tỏ đây là một vùng đất mở để đón nhận những khả năng và tiềm thức mới để thúc đẩy sinh hoạt và đời sống cộng đồng.  

Hành chính:

Yên Bái là một thành phố trẻ trực thuộc tỉnh Yên Bái, được thành lập theo Nghị định số 05/2002/NĐ-CP ngày 11/1/2002 của Chính phủ với:

+ Diện tích:  5.02 ha

+ Dân số: 79.56 người

- Với 11 đơn vị hành chính:

+ Bao gồm: 7 phường, 4 xã.

- Theo Nghị định số 87/2008/NĐ-CP/ ngày 04/8/2008 của Chính phủ: về việc điều chỉnh địa giới hành chính huyện Trấn Yên để mở rộng thành phố Yên Bái, hiện nay thành phố Yên Bái có diện tích tự nhiên là: 10815.453. ha; dân số 96915. người với 17 đơn vị hành chính trong đó có 7 phường và 10 xã.

Hiện nay thành phố Yên Bái có 17 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm 7 phường gồm:  Yên Thịnh, Yên Ninh, Minh Tân, Nguyễn Thái Học, Đồng Tâm, Nguyễn Phúc, Hồng Hà  và 10 xã gồm: Minh Bảo, Nam Cường, Tuy Lộc, Tân Thịnh, Văn Phú, Văn Tiến, Phúc Lộc, Âu Lâu, Giới Phiên, Hợp Minh.