La vegetación, dada su situación a caballo entre la España húmeda del norte y la España seca del sur está compuesta principalmente por chopos (especie de repoblación) robles y encinas.

La ciudad posee la mayor superficie ajardinada de España en relación a la superficie que ocupa y es una de las mayores de Europa. (15.000.000 m² de jardines en el casco urbano: Parque de Isabel II, Jardinillos de la Estación, Huerta de Guadián, La Carcavilla, entre otros y más 14.000.000 de “El Monte el Viejo”)

Según el Ayuntamiento de la capital, Palencia es la ciudad con más zonas verdes por habitante de España y ocupa uno de los primeros lugares de la Unión Europea. Esto, unido a la escasa densidad del tráfico rodado propicia que el aire de la ciudad sea bastante limpio.

Tiene una amplia oscilación térmica. Las temperaturas son particularmente frescas debidas a su relieve circundante, siendo una de las capitales más frías de España. La temperatura media de enero es de algo más de 3,3 °C[6] y la de julio de 21°C, pero se llega a mínimas absolutas históricas de hasta 14°C bajo cero y hasta dos o tres meses de heladas. En verano rara vez se alcanzan los 40°C de temperatura.

Las precipitaciones anuales son escasas con una media de 414,2 mm, con un máximo primaveral y un mínimo veraniego. Los días despejados son 85 como media anual.

El año 2007 tuvo la temperatura media más baja y las precipitaciones más abundantes de la última década,[7] y el mes de Enero del 2009 ha sido el más frío de los últimos 10 años.

La ciudad de Palencia está enclavada en la España semihúmeda interior, concretamente en la zona norte de la submeseta norte. Se sitúa en el valle del río Carrión cerca de su desembocadura en el Pisuerga, el primero que atraviesa la ciudad de norte a sur forma cuatro islas, dos de gran tamaño: La isla Dos Aguas y la isla del Sotillo y otras dos de un tamaño reducido, el río (de un caudal medio y constante generalmente durante todo el año) se abre en tres brazos al entrar en la ciudad formando la isla del Sotillo y otra pequeña isla ambas ocupadas por un parque llamado El Sotillo de los Canónigos.

El río se vuelve a unir (es el lugar en el que se encuentra el Puente Mayor (del siglo XVI) y después se abre en dos brazos formando la mayor isla (Isla Dos Aguas) que en su zona norte tiene un gran parque y la zona sur, deportiva y con un campo de golf. En la zona final de esta isla se forma el otro pequeño islote. También el río Carrión es fuente de las pequeñas cascadas que tiene y del géiser artificial de reciente creación. En las afueras de Palencia el río se vuelve a unir. La llana ciudad tiene dos cerros en la parte nororiental, en el más cercano al centro de la ciudad se sitúa la colosal imagen del Corazón de Jesús de Palencia, el Cristo del Otero que domina la ciudad.

Palencia dispone de un monte con 1438 ha de robles y encinas a 6 km de distancia y a 865 msnm. Los palentinos lo llaman “El Monte el Viejo”. El monte, que es uno de los lugares de esparcimiento y ocio para la población, es accesible por una carretera y un carril-bici. La vegetación está formada en la parte más alta y seca por encinas y algún roble y a medida que se desciende en altitud la vegetación va tornando más verde, a robles y chopos. En el monte se halla una cerca de gran tamaño en la que habitan ciervos autóctonos los cuales pueden ser alimentados con suerte por los propios visitantes transeúntes. Además de la reserva cinegética el Monte el Viejo dispone de varias instalaciones: para ejercitarse (sencillas) y para deportistas (más complejas), las piscinas municipales del Monte, un bar y un restaurante, un refugio y las llamadas Casa Pequeña y Casa Grande, la última es una posada del siglo XVI.

En los alrededores de la ciudad los cultivos salpicados de bosquetes de chopos, robles y encinas son la vegetación más abundante.

Palencia no es atravesada por el Canal de Castilla pero una estribación llamada la Dársena del Canal sí se adentra en las afueras de la ciudad. Esta dársena se usaba para cargar las mercancías pero la llegada del ferrocarril la dejó en desuso. Actualmente se piensa acondicionarla como atractivo turístico.

El único rastro de romanización que queda en la ciudad es el Puentecillas, cuyo primitivo origen romano ha sido remodelado varias veces. Este puente permitía el acceso a la isla del Sotillo de los Canónigos cuyo Bolo de la Paciencia fue el mentidero de la ciudad. Fue restaurado y remodelado en la Edad Media.

Con los visigodos llegó una de las etapas de mayor esplendor para la ciudad, pues la constituyeron en sede de la corte, además que desde el siglo IV también era sede episcopal de relieve (se dice que su diócesis era la más importante de España tras la Toledana). Quedan restos del vestigio visigodo en la Cripta de San Antolín (que es la actual cripta de la Catedral) y en la cercana localidad de Baños de Cerrato con su iglesia de San Juan de Baños (siglo VII), situada a tan solo 7 km de la capital que está considerada la obra cumbre de la arquitectura visigoda.

Se desarrolló como ciudad durante la reconquista por los reyes asturleoneses. La Edad Media es el período más turbulento de la historia de la ciudad, pero también el de mayor proyección en los acontecimientos en la historia del Reino de León y del Reino de Castilla.
Catedral de Palencia.

Alfonso VIII de Castilla fue el más decidido impulsor de la ciudad, al concederle fueros y el primer concejo libre, y establecer entre los años 1208 y 1212, a instancias del Obispo Tello Téllez de Meneses, una institución educativa que fue la primera Universidad de España denominada Universidad de Palencia o Estudio General de Palencia, recibiendo la aprobación pontificia de Honorio III en 1221 y desapareciendo unas décadas más tarde.

Luchó noblemente en la Batalla de Las Navas de Tolosa, en el año 1212, lo que le supuso la adjudicación de diversos bienes.

Es también de destacar que, en 1388, mientras los palentinos estaban fuera de la ciudad, tropas del Duque de Lancaster llegaron con intención de saquear la ciudad, la cual fue defendida valerosamente por las mujeres palentinas evitando que Lancaster sometiera a Palencia. Por ello se premió a la mujer palentina con la banda amarilla de honor, que sólo podían llevar los hombres, y que hoy día queda patente en el traje regional.

Es en el siglo XIV cuando la importancia y el volumen que había ido adquiriendo la ciudad obligan a la edificación de una nueva catedral capaz de satisfacer las necesidades de una población pujante. El edificio se construyó sobre las ruinas del anterior de estilo románico, y a su vez sobre las anteriores de la catedral visigoda, quedando de todas ellas vestigios en la edificación actual. Aunque la primera piedra de la nueva catedral se colocó en 1321, las obras no “concluyeron” hasta finales del siglo XVI. Se dice “concluyeron” porque este gran templo no está finalizado ya que se cree que quedaría por hacer alguna capilla más, la renovación de la torre y quizá la construcción de dos torres en la fachada principal como era costumbre en la época.

La prosperidad económica del siglo XVI convirtió a Palencia, junto con las otras provincias castellanas, en el corazón económico y demográfico del Imperio español. El acontecimiento más beneficioso para la vida de la ciudad durante el siglo XVIII fue la construcción del Canal de Castilla por Carlos III de España, una de las más geniales obras de ingeniería de la época en Europa. Durante la Edad Moderna se construyeron las grandes iglesias que tiene hoy Palencia como la Compañía, San Pablo, las Claras, San Francisco en estilos gótico y renacentista.

El siglo XX fue de gran prosperidad para la ciudad:

* Las guerras del siglo XX, como la I Guerra Mundial o la Guerra Civil Española, favorecieron, hasta cierto punto, el desarrollo económico de la ciudad, cuyas industrias (harinera, lanera y de armas) eran imprescindibles para el abastecimiento de los beligerantes. En la actualidad es sobre todo una ciudad de servicios, aunque tiene una gran importancia la industria del automóvil y auxiliares, agroalimentarias y de materiales de construcción.
* La remodelación de la ciudad propició la creación de multitud de espacios verdes como el Parque de la Carcavilla o la Isla dos Aguas que llevaron a la ciudad a ser la primera en jardines de España por habitante.
* La aparición de los grandes genios de las artes palentinos como el escultor Victorio Macho con su célebre Cristo del Otero y su Monumento a Berruguete o el arquitecto Jerónimo Arroyo que decoró la ciudad con multitud de edificios y palacios como la Diputación, el Colegio Villandrando , el IES Jorge Manrique o el actual centro de Salud de la Puebla.

En Palencia capital el partido mayoritario y con mayor fuerza era el Partido Socialista mientras que en la provincia el partido más importante era Acción Popular Agraria. La Falange Española contaba con muy pocos afiliados, la mayoría de ellos en la cárcel.

El 19 de julio de 1936 salió una columna militar hacia Venta de Baños que tomó la estación de tren y, acto seguido, toda la ciudad sin que apenas alguien se percatara de ello. A las siete de la mañana, otra fuerza salió hacia el centro de la capital provincial para declarar el estado de guerra y ocupar los edificios más importantes. Al contrario que en Venta de Baños hubo una fuerte resistencia, se produjeron tiroteos por las calles y una gran resistencia en el Gobierno Civil republicano durante dos horas a cargo de guardias de Asalto y Carabineros concentrados por el gobernador, López Muñiz quien después murió a tiros cuando ya había sido detenido. La Diputación, el Ayuntamiento y la estación de trenes fueron ocupados con más facilidad. El general Ferrer de Miguel se hizo cargo de la Diputación Provincial y del Gobierno Civil, aunque durante unos días desde el 19 de julio los ocupó otro militar. Como alcalde quedó un capitán de artillería.

Muchos hombres fueron detenidos el 19 en Palencia capital cuando llegaron armados desde sus pueblos, respondiendo a la convocatoria que la noche anterior había hecho el Gobernador Civil. Por su parte, el jefe de la Falange palentina, fue liberado y organizó rápidamente una escuadra mixta de falangistas y guardias civiles que recorrió los pueblos de la provincia eliminando todo tipo de resistencia.

Los años siguientes contemplaron cambios urbanísticos profundos en la ciudad, lo que la ha convertido en una ciudad agradable para vivir y con buenas comunicaciones.

Cuenta con la mayor cantidad de espacios verdes por habitante de España[cita requerida] y el centro tiene pocas calles que no sean peatonales. Estas zonas, al igual que los parques, siguen creciendo. Crece también el número de molinos eólicos que suministrarán energía limpia para la ciudad. El Ayuntamiento de Palencia está decorando todas las rotondas de la ciudad.

El nombre de Palencia procede de Pallantia, antiguo poblado ocupado por los vacceos que no debe confundirse con la Pallantia, situada en la actual Palenzuela, de origen arévaco.

Pallantia (Indoeuropeo *pl̥s-n̥t-y-eh2.) procede de la raíz prerromana palla (gallego: pala, asturiano: palla) que significa “roca” (Indoeuropeo *pl̥s-eh2. Persa: parša, germano: fels, irlandés: all.) mientras que el sufijo “nt” es muy productivo en las lenguas celtas donde sirve para formar derivados. De ahí que Pallantia pueda equivaler a “cerro amesetado” o simplemente “la meseta”.

La bandera oficial de la ciudad de Palencia es de color morado, consecuencia del error en que incurrió la interpretación de tradición erudita de finales del siglo XIX y principios de XX de la degradación de los tintes naturales de color gules o carmesí del pendón de Castilla. En en centro de la misma destaca su escudo.

El escudo de Palencia es un cuarteado que en el primer y cuarto cuartel de azul reúne la cruz otorgada a la ciudad por el rey Alfonso VIII de Castilla por el comportamiento de los palentinos que participaron en la Batalla de las Navas de Tolosa; en el segundo y tercero de gules (rojo), un castillo de oro almenado de tres almenas con (el blasón del antiguo Reino de Castilla), mamposteado de sable (negro) y aclarado de azur (azul). El escudo figura sobre pergamino heráldico de oro.

Al timbre corona real antigua, abierta, compuesta por un círculo de oro engastado de piedras preciosas que sostiene ocho florones, de hojas de acanto, visibles cinco, interpolado de perlas.

La cruz que aparece representada en el escudo simboliza la “Cruz de la Victoria” que fue entregada por el rey Alfonso VIII de Castilla al obispo Tello Téllez de Meneses por la actuación de los palentinos en la Batalla de las Navas de Tolosa que tuvo lugar en el año 1212.

El castillo de oro sobre el campo de gules es el símbolo que representa al antiguo Reino de Castilla, del que ha formado parte Palencia.