Лесной расположен на Среднем Урале, на восточном склоне Уральских гор, в подзоне южной тайги таёжной зоны.
Город находится к северу от Екатеринбурга (в 206 километрах по прямой и в 238 километрах по автодороге), Нижнего Тагила (в 82 километрах по прямой и в 96 километрах по автодороге) и к югу от Краснотурьинска (в 128 километрах по прямой и в 171 километре по автодороге).
Большей частью Лесной и Нижняя Тура вместе расположены на северном берегу Нижнетуринского пруда, образованного на реке Туре, при впадении в неё левого притока — реки Большой Именной.
Собственно Лесной находится у западной части пруда, близ старого русла Большой Именной, а Тура протекает к востоку от города, через Нижнюю Туру.
Промышленные объекты находятся вдали от основной части города Лесного, в западной части контролируемой территории.
В восьми километрах к западу от собственно города находится посёлок Горный, который местные жители именуют 35-м кварталом.
Работают 24 детских дошкольных учреждения, 13 школ, лицей, 4 учреждения дополнительного образования, центр диагностики и развития детей, детская музыкальная школа, детская школа искусств, детская школа хореографии.
Профессиональное образование на территории города представляют полипрофильный техникум им. О. Терёшкина, Североуральский политехникум и филиалы трёх высших учебных заведений: Технологический институт НИЯУ МИФИ (филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»), филиалы Уральского института экономики, управления и права, Уральского федерального университета.