Город расположен на западном склоне Среднего Урала, на реке Лытве (бассейн Камы), в 150 километрах к северо-востоку от Перми.

В Александровске преобладает умеренно континентальный климат. Самый теплый месяц, июль, при средней температуре +17,2 °C. Самый холодный месяц, январь, при средней температуре −16,2 °C. Среднее количество осадков в год составляет 635 мм. Меньше всего осадков выпадает в феврале, в среднем 29 мм, а больше всего в июле, в среднем 93 мм.