Der Forstbotanische Garten befindet sich circa 1 km nördlich des Grafrather S-Bahnhofs auf einer Höhe von 563 - 575 m ü. NN.

Der Garten liegt auf der Grafrather Endmoräne, die einen Grobskelettanteil von 75% besitzt. Im Ausgangsmaterial finden sich bis zu 80% karbonatisches Gestein. Das Gebiet befindet sich im Einzugsgebiet der Amper.

Durchschnittlich fallen 946 mm Jahresniederschlag. Von April bis Oktober, also in der Vegetationszeit, fallen über zwei Drittel des Niederschlags.

Im Bereich der stark kiesigen Moränenkuppen (Quartiere 18 bis 21) besteht die Gefahr von Wassermangel in extremen Trockenjahren. In den den ostwärts gerichteten Seiten der Jungmoräne besteht geringfügig Schneebruchgefahr (Quartiere 34 bis 36). In Mulden besteht Spätfrostgefahr (Quartiere 13 bis 16, 35 und 36). Da sich Windwürfe vor allem auf den Bereich der stauwasserbeeinflussten Böden der Jungmoräne ereignen, besteht im Garten eher keine Windwurfgefahr.

Aus den Rohböden haben sich Rendzinen entwickelt, die sich auf den ebenen Standorten wiederum zu mittel- bis  tiefgründige Parabraunerde entwickelt haben. An den mäßig geneigten Hanglagen befinden sich flach- bis mittelgründige Parabraunerden.

In der Jungmoräne finden sich überwiegend tiefgründige Lehme, deren Wasserhaushalt mäßig frisch bis frisch ist. Die Standorte sind sehr kalkreich. Bei einem hohen pH-Wert kann man auf eine mittlere Phosphor- und schlechte Eisen- und Manganversorgung schließen. Auf den nicht wasserbeeinflussten Böden herrscht eine gute bis ausreichende Bodendurchlüftung.