Birmingham nằm tại trung tâm của vùng West Midlands tại Anh, trên cao nguyên Birmingham tương đối cao, dao động từ 150 đến 300 m trên mực nước biển và có đường phân thuỷ bắc-nam chính của Anh đi qua, giữa các lưu vực sông Severn và Trent. Phía tây nam thành phố nằm trên vùng đồi Lickey, vùng đồi Clent và đồi Walton, trong đó đồi Walton có độ cao 316 m và có tầm nhìn rộng bao quát thành phố. Birmingham chỉ có các sông suối nhỏ để thoát nước, chủ yếu là sông Tame cùng các chi lưu của nó là Cole và Rea.