Pod względem historycznym dzielnica ta znajduje się we wschodniej części Górnego Śląska.
Geologia, rzeźba terenu i gleby mały|lewo|Widok z budynku położonego przy ulicy Mysłowickiej w kierunku zachodnim na kopalnię „Staszic”; na pierwszym planie zwałowisko pogórnicze
Giszowiec pod względem jednostek fizycznogeograficznych Jerzego Kondrackiego położony jest w podprowincji Wyżyna Śląsko-Krakowska, na Wyżynie Śląskiej, w południowej części Wyżyny Katowickiej, natomiast pod względem jednostek morfologicznych dzielnica położona jest w Płaskowyżu Murcek. Północne stoki, opadające do Obniżenia Rawy, są rozczłonkowane przez dwie długie doliny, w tym przez przepływającą przez Giszowiec Bolinę. Występują tu duże fragmenty trzeciorzędowych spłaszczeń denudacyjnych obecnych na wysokościach powyżej 300 m n.p.m. Najwyższy punkt Giszowca, położony w południowo-zachodniej części dzielnicy, dochodzi do wysokości 300–310 m n.p.m., natomiast najniżej położony punkt znajduje się w dolinie Boliny (około 260 m n.p.m.).