Assim como na maioria das cidades do norte e noroeste do Paraná, existe em Umuarama uma grande quantidade de árvores (aproximadamente 100.000). Essa densidade contribui para amenizar o forte calor dos meses mais quentes. No centro da cidade existem dois grandes bosques de matas nativas (Bosque Uirapuru e Bosque dos Xetás). Devido ao grande esforço dos governantes e também da comunidade umuaramense, foi possível recuperar grandes áreas de erosão que existiam na cidade. Alguns dos exemplos são o Lago do Aratimbó e o Complexo Poliesportivo.

A cidade de Umuarama está localizada no Planalto de Guarapuava, ou Terceiro Planalto do Estado do Paraná. A altitude média da cidade é de 430m acima do nível do mar.

O município de Umuarama se encontra entre os rios Ivai e Piquiri, que desaguam no rio Paraná. Num raio de nove quilômetros em torno da cidade de Umuarama estão as cabeceiras dos seguintes ribeirões:

• Vermelho: nasce no fundo do seminário Bom Pastor e deságua no rio Xambrê;
• Pinhalzinho: tem sua nascente no Bosque do Índio e deságua no no Goioerê;
• do Veado: nasce na farinheira (Companhia Lorenz) e deságua no Rio Paraná; e
• Piava, que abastece a cidade de Umuarama e deságua no rio Anta, e depois no rio Ivaí.

O clima do município de Umuarama é subtropical úmido mesotérmico. O verão é quente e no inverno ocorrem geadas com pouca frequência. A temperatura média anual é de 22,1°C, sendo a temperatura mais baixa registrada de -1,4°C em julho de 1975 e a mais alta de 40,0°C em janeiro de 2009.