Prato è una città della Toscana nord-orientale e si estende per circa 100 km². È posta ai piedi del monte della Retaia (768 metri), ultima cima della Calvana. Il punto più alto del comune è la cima del monte Cantagrilli (818 metri). L'altitudine minima è di 32 metri, in corrispondenza delle Cascine di Tavola. È attraversata dal fiume Bisenzio, affluente dell'Arno.
Il clima della città è caratterizzato da inverni freddi e moderatamente secchi (minima assoluta di -14°C l' 11 gennaio 1985 secondo i dati del Lamma) ed estati calde e afose (massima assoluta di +40°C il 14 agosto 1985 secondo i dati del Lamma). Le precipitazioni (circa 1000 mm annui secondo i dati del Lamma) si concentrano prevalentemente in autunno ed hanno un massimo secondario in primavera.
Rispetto alla vicina Firenze, la stazione meteorologica di Prato Galceti ha caratteristiche di ruralità, essendo situata a circa 100 metri s.l.m. sulle prime propaggini collinari alla periferia nord-occidentale della città. I dati rilevati, a differenza di quelli del capoluogo toscano, non risentono pertanto dell'effetto isola di calore nella stagione estiva, mentre risulta meno incidente l'effetto albedo susseguente ad eventuali nevicate nella stagione invernale, sia per l'ubicazione della stazione stessa che per la ventilazione tendenzialmente maggiore.
Classificazione sismica: zona 2 (sismicità medio-alta), Ordinanza PCM 3274 del 20/03/2003
Classificazione climatica: zona D, 1668 GR/G
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