フェアバンクス市は正にアラスカの中央に位置し、大河ユーコンの支流タナナ川とチェナ川流域にあって、南にマッキンリー山を擁するアラスカ山脈が、遥か北にはブルックス山脈がそびえる。この地は、北半球で最も明るいオーロラが見えるところで、アラスカ州立大学地球物理学研究所のオーロラ研究は世界的に有名。
フェアバンクスなど内陸部では、夏と冬で気候が極端に変化する。夏期は摂氏10度から22.2度で最高33.9度の記録があり、冬期は摂氏マイナス30度からマイナス18.9度で最低マイナス61度の記録がある。9月や3月の季節の変わり目は日々の気温の差が30度にもなる。年間平均降雨量は11.3インチ。日照時間は5月10日から8月2日まで21時間以上の白夜の季節で、11月18日から1月24日までは4時間以下の極夜の季節。フェアバンクスは北緯64.83度、西経147.72度。