Byfjellene, fjellene som omgav det opprinnelige bysamfunnet, sammen med Byfjorden forutsetningen for Bergens geografiske særpreg. Byfjorden åpnet byen mot havet og verden, fjellene isolerte den fra det nære omland. Etter mønster av antikkens Roma ble Bergen kalt «byen mellom de 7 fjell», en karakteristikk som var holdbar frem til kommunesammenslutningen 1972. Om Storavarden på Askøy egentlig er et av «de 7» er et uavklart spørsmål. De fjell som i opprinnelig forstand må regnes til Byfjellene er mot øst (regnet sørfra) Nattlandsfjellet, Landåsfjellet, Ulriken, Fløyfjellet, Midtfjellene, Blåmanen, Rundemanen, Sandviksfjellet og Kvitebjørnen; fra vest Damsgårdsfjellet, Ørnefjellet, Lyderhorn, Løvstakken og Gullsteinen. Høyeste punkt i Byfjellene (de 7) er 643 m.o.h. (trigonometrisk punkt på Ulriken, målt 300 meter øst for kafeen) Målt like sør for Haugsvarden på Ulriken er høyden 674,5 m o.h. Etter byutvidelsen 1972 er Gullfjellet (988 m.o.h.) på grensen til Samnanger Bergens høyeste punkt.

Byfjellene er hovedsakelig dannet av gneis – båndgneis og øyegneis. Fra Kjøkkelvik og sørover forbi Lyderhorn er det en kile gabbro, fra Eidsvåg sørover mot Svartediket til Ulriken er det sandstein og konglomerat. Mellom Ulriken og Løvstakken, fra Byfjorden til Nordåsvatnet og noe lenger sør, var det et sund for ca. 10 000 år siden. Der består fjellgrunnen av bl.a. grønnskifer, glimmerskifer og sandstein. Dette gir dårlig vekstgrunnlag, med bare marginale unntak. Småulriken har litt kalkholdig stein, grobunn for en flora som er uvanlig rik, bl.a. vokser det barlind, kristtorn, skogvikke, akeleie og skogsvinerot og planter som ikke finnes andre steder i dette området. Ved Langeskogen og ved foten av Gullsteinen ble det i 1970-årene avdekket et lag som omfatter nest siste istid, mellomistiden og siste istid. Større områder av Byfjellene har tidligere vært skogkledd, som Sandsli og mot Laksevåg, hvor det er gjort funn av eikestammer. Langeskogen på Fjøsanger kalles av fagfolk et lite arboret. Den skogen som nå dekker Byfjellene, er utplantet i nyere tid. Bergens Skog- og Træplantningsselskap har gjort forsøk med utplanting av bøk, hassel og edelgranarter. Ellers er det gran som dominerer. Byfjellene har store myrstrekninger og lyngheier der røsslyngen brer seg over tørrere partier.

Dyrelivet er heller ikke rikt i Byfjellene, men rødrev blir det stadig flere av, og hjortestammen øker. Hauk, tårnfalk og fjellvåk hekker i området, og det er også innslag av hubro og kattugle. Det er talt opptil 10 000 kråker på Nattland.

Systematiske meteorologiske observasjoner har vært foretatt siden 1861, fra høyere steder siden 1920. En automatisk værstasjon på Ulriken kan gi meldinger om temperatur over radio eller telefon: Mellom Bergen bysentrum og Byfjellene kan det være store variasjoner både i nedbør og temperatur. Ulikheter i værlaget gir seg synlige utslag på kalde, vindstille vinternetter. Den kalde luften hoper seg opp i lavlandet og hindrer utveksling, slik at det forurensede sjiktet når en høyde av ca. 120 m o.h. Over dette nivået er luften ren og klar.

Byfjellene har vært utnyttet av bysamfunnet. Magnus Lagabøtes bylov trakk grenser fra høydedraget over Kalfaret og nordover til Munkebotn, der Gunnildarå antagelig var grenseskille for byens takmark, eller utmarksområdet tillagt byen, hvor byens innbyggere fritt kunne drive jakt, hente brensel og nytte utslåtter og beitemark. Bekkene fra Fløyfjellet ble brukt til klesvask og drikkevann, og særlig Mulelven og vassdraget fra Svartediket ble utnyttet til sag- og møllebruk. På Fløyfjellet ble det reist en mast med vindfløy (noe som vel gav fjellet navn), som signaliserte til skutene på Vågen når de kunne legge ut. Det var forbudt å forhale ut Vågen i sønnenvind, da det kunne skape vansker for innseilende fartøyer. Vedlikeholdet av vindfløyen hørte under tyskernes «kontorske» plikter. Bøndene øst for Bergen brukte stiene og fjellovergangene når de bar eller kløvet varene sine til byen. Postgang østover ble regelmessig fra 1647, nord til Trondheim og sør til Stavanger fra 1786. Christianiaveien gikk gjennom Isdalen, gjennom Borgeskaret og videre fra Arna, i senere år gjennom Sædalen til Grimen. Den stavangerske postvei førte over Nattland, gjennom Sandalen og videre til Hatvik og med båtskyss over Fusafjorden. Postveien nordover gikk over Stølen, Sandviken og Eidsvågsfjellet. Fra Ytre Hordvik var det båtskyss til Isdalstø ved Radøyfjorden. Mindre strekninger av postveiene er ennå synlige i terrenget, og særlig er de gamle broene fine minnesmerker, som steinkonstruksjonen over bekken i Christieparken i Fridalen. Den hørte til en felles første etappe for postrutene til Christiania og Stavanger.

Bruken av Byfjellene som turterreng har ingen lang historie, men det er nevnt at Christian 4 red opp til Fløyfjellet i 1599, og at to yngre adelsmenn fra kongeskipet besteg Lyderhorn. Frederik 4 red over Kalfaret til Fløyfjellet og tilbake til byen gjennom Munkebotn og over Stølen i 1704. En gruppe på 16 bergensere – mellom dem Johan Nordahl Brun – ledsaget av 17 «drabanter», foretok 1794 en ekspedisjon til Lyderhorn, og hadde et festmåltid med musikk og dans. Nordahl Brun skal også ha tatt en skitur på Fløyfjellet, Frederik Meltzer besteg Lyderhorn, Løvstakken og Ulriken og gikk tur over Tarlebø til Eidsvåg, og Fredrik L. Konow gikk tur i Gullfjellet i 1840-årene. Henrik Ibsen var på Ulriken i 1853, sammen med teaterkolleger og tyske musikere. Fra 1880-årene ble det mer vanlig å søke til fjells, men Johan N. L. Blytts skiturer til Gullfjellet 1894 og til Ulriken 1896 var en begivenhet som ble omtalt i avisen. 1886 ble den første hytten, Bjørgvin (senere kalt Vikinghytten), tatt i bruk i Hyttelien øst for Rundemanen, noe som gav opptakt til stor interesse for hyttebygging, slik at det på få tiår ble reist over 100 registrerte fritidshus i Byfjellene. Ettersom folk fikk mer fritid, ble det nesten en motesak med fjellturer. Til sammenhengen hører også at Fløibanen ble åpnet 1918. Til dette kommer så Bergens Skog- og Træplantningsselskaps virksomhet med veibygging, vedlikehold og kultiveringsarbeid.

Byrådet vedtok 23. mai 2006 etter forslag fra Raftostiftelsen å gi varden på Storefjell ovenfor Isdalen navnet “Menneskerettighetsvarden – Storefjell”. Navneplakett i bronse er oppsatt. Byfjellene som navneparseller ble opprettet 2002 i forbindelse med ønske om å adressere hytter og ruiner på Byfjellene. Dette for å lette arbeidet med å stedfeste hvor en er i tilfelle leteaksjoner. Parsellene befinner seg innenfor bydelene Arna, Bergenhus, Fana, Årstad og Åsane og omfatter alt fra Landåsfjellet til Sandviksfjellet/Eidsvågfjellet.

Se også Syvfjellsturen.