تقع كيغالي في منطقة كثيرة التلال، حيث تتواجد فيها أربع سلاسل من التلال التي تتوسطها وديان؛ لذلك أُطلِق عليها أرض الألف تل، وتعتبر هذه السلاسل منحدرة نسبياً، حيث يبلغ معدل ارتفاعها حوالي 1.6 كم، بينما يبلغ ارتفاع جبل كيغالي حوالي 1.85 كم، بالإضافة لذلك فإنّ المنطقة الحكومية الرئيسية ومركز المدينة يقعان في سلاسل منفصلة، وتتميز المدينة بتواجد الأحياء الغنية على قمم التلال، بينما تتواجد الأحياء الفقيرة في الوديان.
تتميز كيغالي بموسم طويل وجاف بسبب مناخها الاستوائي، ولكن رغم ذلك فإنّها تُعدّ أكثر برودةً مقارنةً مع المدن القريبة من خط الاستواء؛ وذلك بسبب تواجدها في منطقة مرتفعة، كما تتميز المدينة بموسمين رئيسيين من الأمطار، حيث يمتد الموسم الأول من شهر آذار إلى أيار، بينما يمتد الموسم الثاني من شهر تشرين الأول إلى تشرين الثاني.