Palermo se encuentra ubicado en las coordenadas 39°26′08″N 121°32′17″O / 39.43556, -121.53806.

Según la Oficina del Censo, la ciudad tiene un área total de 101,1 km² (39,0 mi²), de la cual 101,1 km² (39,0 mi²) es tierra y 0 km² (0 mi²) (0%) es agua.

Según la Oficina del Censo en 2000 los ingresos medios por hogar en la localidad eran de $30,588, y los ingresos medios por familia eran $35,250.

Los hombres tenían unos ingresos medios de $31,135 frente a los $19,950 para las mujeres.

La renta per cápita para la localidad era de $15,206.