Плоскогорье граничит с частью отрогов Памбакского хребта, вулканическими массивами Арагаца.) Гюмри расположен в 8-9 балльной сейсмической зоне. Город пересекается ущельями Черкез, Джаджур и др.
Рельеф - равнинный. Он покрытый озерами, реками и лавовыми массивами мощностью в 350 метров. Растительность степная. В речных долинах растут акация, клен, ясень и др.
Климат, в котором обитают гюмрийцы, засушлив. Зимой здесь бывают сильные морозы - столбик термометра опускается до -41 градуса по Цельсию. Летом сравнительно жарко: воздух прогревается до +36. В течение года на гюмрийцев выпадает немного осадков (в среднем 500 мм). При этом воздух, который вдыхают гюмрийцы, отличается целебными свойствами. Город неизменно купается в солнечных лучах: в течение года жители Гюмри получают около 2500 часов солнечного света и тепла. Множество обильных родников утоляют жажду местных жителей: вкусная и полезная вода поступает из источников со скоростью 1200 л/сек.
Мимо города протекает одна из многоводных рек Республики - Ахурян. Окрестности Гюмри богаты строительными материалами - туфом, базальтом, диатомитами, глиной, а также плодородными черноземными почвами.
По прямой линии от Гюмри до Черного моря - 196, а до Москвы по железной дороге - 2760 километров.