Ochojec położony jest w środkowym rejonie Katowic i stanowi północna część dzielnicy Piotrowice-Ochojec. W podziale na krainy fizycznogeograficzne część ta położona jest na Wyżynie Śląskiej, w mezoregionie Wyżyna Katowicka (341.13). Geologicznie tereny Ochojca są położone w niecce górnośląskiej. Obszar dzielnicy znajduje się na pograniczu Płaskowyżu Murcek zbudowanego z nieco bardziej odpornych utworów karbońskich i Rowu Kłodnicy, będącego obniżeniem tektonicznym wypełnionymi osadami mioceńskimi i czwartorzędowymi. Większą część terenu powierzchniowo budują piaski i żwiry glacjalne z głazami na glinie zwałowej
Ochojec położony jest w dorzeczu Odry, w zlewni Kłodnicy. Rzeka ta przez Ochojec płynie w kierunku północno-zachodnim, a przez miejscowość przepływa także jeden jej dopływów – Ślepiotka i na środkowym biegu przekracza zurbanizowaną część Ochojca. Klimat Ochojca nie wyróżnia się zbytnio od klimatu dla całych Katowic. Występuje tu klimat umiarkowany przejściowy. Średnia roczna temperatura w wieloleciu 1961–2005 dla stacji w pobliskim Muchowcu wynosi 8,1 °C, a średnia roczna suma opadów dla wielolecia 1951–2005 wynosiła 713,8 mm.