Pod względem geomorfologicznym obszar gminy i miasta w przeważającej części należy do Kotliny Raciborsko - Oświęcimskiej, stanowiącej część Płaskowyżu Rybnickiego, a jedynie góra Ramża wyznacza początek Wyżyny Śląskiej. Góra ta będąca najwyższym naturalnym wzniesieniem Płaskowyżu Rybnickiego (325 m n.p.m.) położona jest między Czerwionką, Bełkiem a Dębieńskiem. Wzniesienie porośnięte jest ponad stuletnimi bukami i stanowi dominantę krajobrazu gminy. W pobliżu szczytu znajduje się zautomatyzowana stacja meteorologiczna Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej PAN.

Geologicznie obszar ten jest położony w zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Występują tu utwory karbonu, triasu, trzeciorzędu i czwartorzędu. Pośród nich dominujące znaczenie i największą miąższość mają utwory karbonu. Zalegają one do znacznych, sięgających kilku tysięcy metrów, głębokości. Ich wyższą część stanowią utwory węglonośne karbonu górnego - namuru i westfalu, które występują do powierzchni terenu lub są przykryte utworami trzeciorzędu i czwartorzędu (rzadziej triasu). Stąd też region ten obfituje w bogactwa naturalne, do których należą głównie: węgiel kamienny, sól kamienna zalegająca w trójkącie Orzesze - Żory - Czerwionka oraz piasek budowlany występujący w rejonie sołectw Szczejkowice i Palowice.

W rejonie środkowym i północno-wschodnim występują grunty III i IV, a sporadycznie V klasy bonitacji stanowiące kompleksy pszenne, żytnie bardzo dobre i żytnie dobre. Natomiast rejon południowo-zachodni to gleby IV i V, a nawet VI klasy bonitacji stanowiące kompleksy żytnie i żytnie bardzo dobre.

Korzystny wpływ lasów Puszczy Pszczyńskiej na ten rejon stwarza dogodne warunki dla rozwoju rolnictwa prowadzonego metodami ekologicznymi.

Na terenie gminy występują także gleby klasy „A” oraz gleby bielicowe. Wykorzystując dobre warunki glebowo-klimatyczne rolnicy prowadzą produkcję roślinną i zwierzęcą na wysokim poziomie. Ze względów ekonomicznych stosują małe ilości nawozów sztucznych, środków ochrony roślin, antybiotyków, hormonów wzrostu, co bardzo korzystnie odbija się na jakości produkowanej żywności.

Gmina położona jest w dorzeczu Odry, a jej główna rzeka - Bierawka, prawy dopływ Odry, bierze swój początek w sąsiednim mieście Orzeszu. Innymi znaczącymi zbiornikami wodnymi gminy są stawy Łanuch i Garbocz w dolinie Jesionki, które posiadają nieprzeciętne walory krajobrazowe. Sąsiaduje z nimi zespół śródleśnych, niewielkich Stawów Łańcuchowych. Dawniej, każdy z 10 stawów nosił gwarową nazwę - Żabiok, Koliok, Pyczok, Węglornik itp. - niestety dziś niektóre ze zbiorników wodnych zostały w całości zarośnięte. Tutejsze trzcinowiska, szuwary i zarośla są ostoją ptactwa wodnego. Można tam obserwować bociana czarnego, czaplę siwą, zimorodka, błotniaka stawowego, perkoza dwuczubego, łabędzia niemego oraz kilka gatunków kaczek.

Klimat występujący na obszarze gminy i miasta jest kształtowany przez ścierające się masy powietrza podzwrotnikowego - dochodzące z południa przez Bramę Morawską, arktycznego i podbiegunowego - napływające z północy, morskiego - znad Atlantyku i kontynentalnego - z Europy Wschodniej.

Średnia roczna suma opadów atmosferycznych wynosi 701 mm - najmniej opadów występuje w lutym, a najwięcej w lipcu. Średnia roczna liczba dni z pokrywą śnieżną wynosi od 50 do 70 dni, przy czym na terenie gminy i miasta śnieg pojawia się w okresie od 19 do 29 listopada i utrzymuje się do 15-25 marca.

W ciągu roku zdecydowanie więcej jest dni upalnych (powyżej 40) niż mroźnych (25-35). W rozkładzie miesięcznym średnie temperatury kształtują się od około -2°C w styczniu do około +16°C w lipcu. Pierwsze jesienne przymrozki pojawiają się od 11 do 18 października, natomiast ostatnie przymrozki wiosenne przypadają na okres od 25 kwietnia do 5 maja. W rozkładzie rocznym wiatrów przeważają wiatry południowo-zachodnie, raczej słabe, o średniej prędkości od 2 do 3 m/s, chociaż zdarzają się też wiatry nieco silniejsze o prędkości 4-9 m/s.

Wysoka lesistość gminy Czerwionka-Leszczyny (42% powierzchni) należy do jej najsilniejszych atutów. W szacie leśnej dominują monokulturowe drzewostany sosnowe i lasy mieszane zajmujące siedliska po cenniejszych lasach liściastych wyniszczonych na przestrzeni ostatnich kilku wieków. W trudniej dostępnych kompleksach leśnych po dziś dzień przetrwały dzikie uroczyska będące pamiątką dawnej Puszczy Śląskiej.

Szczególną wartość naukową przedstawia uroczysko Głębokie Doły w okolicy Książenic, gdzie zachowało się najliczniejsze w Katowickiem skupisko pomnikowych buków pospolitych w wieku ponad 100 lat. Przeprowadzone tu badania botaniczne wykazały istnienie stanowisk 13 gatunków prawnie chronionych, m.in. pierwiosnki wyniosłej, storczyka szerokolistnego, konwalii majowej, marzanki wonnej. Uroczysko to ma obecnie status projektowanego rezerwatu przyrody.

Do ochrony w randze rezerwatu przyrody kwalifikuje się również niewielki kompleks lasów łęgowych położonych na granicy gminy Czerwionka-Leszczyny i miasta Knurów. W podgórskim łęgu jesionowym ma tam swoje stanowisko rzadka i chroniona roślina - ciemiężyca zielona.

W każdym sołectwie i dzielnicy Czerwionki-Leszczyn znajdują się cenne, zasługujące na ochronę obiekty dendrologiczne. Krótką do niedawna listę pomników przyrody w tutejszej gminie znacząco powiększyła uchwała Rady Miejskiej w Czerwionce-Leszczynach z dnia 28 maja 1998 r.

Obecnie istnieje na tym terenie 12 pomników przyrody, w tym 11 drzew pojedynczych i jedna aleja.

Celem ochrony wartości przyrodniczych i kulturowych w południowo-zachodniej części dawnego województwa katowickiego utworzono w listopadzie 1993 r. Park Krajobrazowy Cysterskie Kompozycje Krajobrazowe Rud Wielkich. Park obejmuje powierzchnię 443,5 km², rozciągając się od okolic Woszczyc aż po Kuźnię Raciborską. W Czerwionce-Leszczynach obejmuje on zachodnie i południowe części tej jednostki administracyjnej wraz ze wspomnianymi wartościowymi zespołami leśnymi.

Cysterskie Kompozycje Krajobrazowe Rud Wielkich

Opracowano na podstawie materiałów Urzędu Gminy i Miasta Czerwionka-Leszczyny, danych przygotowanych przez Dział Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej Oddziału Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Katowicach oraz informacji udostępnionych przez Janusza Jureczkę z Górnośląskiego Oddziału Państwowego Instytutu Geologicznego w Sosnowcu.