Hraničné Petrovice se nachází v jihozápadní části Nízkého Jeseníku s názvem Jívovská vrchovina v nadmořské výšce kolem 580 m. Leží na značně členitém území s relativním kopcovitým reliéfem, široce zaoblenými rozvodními hřbety a mladými, hluboce zařezanými údolími vodních toků.
Horninami geologického podloží jsou šedočerné až zelenošedé břidlice, prachovce a droby moravického souvrství, jehož celková mocnost je odhadována na více než 1500 metrů. Tyto drobno až středně zrnité zpevněné sedimentární horniny pochází ze spodního karbonu. Dále se v zájmovém území nacházejí kamenité až hlinito-kamenité nezpevněné čtvrtohorní sedimenty. Na tomto horninovém podloží se vytvořil půdní typ kambizemě.
Z hlediska podnebí patří území obce do oblasti, která je někdy nazývána Moravskou Sibiří. Vyznačuje se krátkým, suchým, mírným až mírně chladným létem a poměrně dlouhou zimou s 2–3 měsíci trvání sněhové pokrývky. V zimě jsou zde časté mlhy a s nimi související námraza. Průměrná roční teplota se pohybuje kolem +6 °C.
V současnosti lze okolí obce charakterizovat jako zemědělsko-lesní krajinu, ve které se střídají převážně jehličnaté lesy, pole, louky a pastviny s extenzivním chovem skotu. Souvislé plochy polí jsou menší, a ač jde o bramborářskou oblast, pěstuje se zde hlavně pšenice, žito, oves a ječmen. V minulosti se zde pěstoval len. Liniová společenstva – například meze, remízky, vegetace podél vodních toků – jsou zachována minimálně.
V zahradách byly dříve velmi často vysazovány jasany. Ty zde byly údajně pěstovány jednak kvůli dřevu jako materiálu pro místní truhlářské dílny a také kvůli pozdnímu olistění na jaře a brzkému opadu listí na podzim, což prodlužovalo oslunění plochy pod stromy, která se mohla více využívat k jiným účelům. Z ovocných stromů zde nerostou žádné teplomilné ovocné dřeviny, ale pěstují se zde jabloně, hrušně, švestky, třešně a mirabelky, místy jsou vysazovány sladkoplodé jeřáby.
Přirozenou lesní vegetací by zde byly bučiny, ty jsou však na většině území nahrazeny smrkovými monokulturami, případně smíšenými porosty smrku, modřínu, jedle s bukem a javorem klenem. V posledních suchých letech došlo k masovému rozšíření houby václavky a kůrovce. V kombinaci s opakujícími se vichřicemi musela být velká část lesů vykácena. Při opětovném zalesňování se stále více upřednostňují původní dřeviny.
Dle zoogeografického členění náleží území do provincie středoevropských pohoří. Žijí zde druhy živočichů typické pro hospodářsky využívanou krajinu – srnec obecný, jelen evropský, muflon obecný, daněk evropský, liška obecná, lasicovité šelmy… Ale také se zde začínají objevovat druhy nepůvodní – invazní, např. psík mývalovitý. V souvislosti s výstavbou větrných elektráren byl v území proveden ornitologický průzkum, který zde prokázal výskyt řady druhů ptáků chráněných zákonem – například čáp černý, holub doupňák, krahujec obecný, moták lužní, jestřáb lesní, krkavec velký, výr velký a další. Věž kostela v obci je hnízdištěm poštolky obecné. Z dalších letounů zde byl pozorován netopýr rezavý.