沈陽位於遼河平原中部，東臨遼東丘陵山地，北靠遼北丘陵。地勢向西、向南逐漸開闊平坦，由山前沖積平原變為大沖積平原。地勢由東北向西南，兩邊向中間傾斜。最高點是新城子區馬崗鄉老石溝的石人山，海拔441米；最低的地方是遼中縣於家坊前左家村，海拔5米。全市最高的位於大東區，海拔65米；最低的是鐵西區，海拔36米。皇姑區、和平區、沈河區地勢稍有起伏，高度為41.45米。
沈陽屬溫帶半濕潤大陸性氣候，年平均氣溫6.2 ~ 9.7℃。自1951有完整記錄以來，沈陽極端最高氣溫為38.3℃(1952 7月18)，中心城區極端最低氣溫為-32.9℃ (200658)。此前沈陽觀測到的高溫為39.3℃(1920)，低溫為-33.1℃(1950)。[16]
沈陽年降水量600 ~ 800 mm，1951 ~ 2010，市區年平均降水量716.2 mm，年無霜期155 ~ 180天。受季風影響，降水集中在夏季，溫差大，四季分明。冬季寒冷持續時間長，近半年降雪較少。最大降雪是2007年3月4日的47.0毫米大暴雪。夏季短暫多雨，8月21，1973暴雨215.5mm。春秋兩季氣溫變化快，持續時間短:春季多風，秋季晴朗。
截至2015年底，沈陽共有74家國家A級旅遊景區。
沈陽十景:福陵疊翠、豫園松濤、渾河萬度、塔灣日落、六塘春雨、道源秋風、沈北幻影、鬥山積雪、鳳樓觀塔、萬泉垂釣。
其他景點:棋盤山國際風景旅遊開發區、怪坡景區、沈陽森林野生動物園、沈陽世博園、沈陽東北亞滑雪場、皇家極地海洋世界、凡特歡樂世界、紫煙薰衣草莊園、愛琴海山谷、隕石山景區、劉老根大舞臺、南關天主教堂、渾河西峽谷、永安橋。
沈陽特產有輝山牛奶，中街大鍋，德士冷飲，小涼山西瓜，
醉仙香葡萄、東陵紅樹莓、漢服蘋果、賈珠大杏、清水大米、香雪面粉、遼中鯽魚、霸王寺汽水、雪花啤酒、老龍口酒、沈陽陳釀、老高太太糖葫蘆、蔔隆林糖、克拉格斯香腸、重工菠蘿火腿、雄州牛煮三鍋、豫園酸菜、康福月餅、冬冬食品、桃李面包。