Город расположен на берегу Одесского залива Чёрного моря. Большая часть города, включая исторический центр, располагается на равнине, возвышающейся над морем примерно на 50 м. Минимальная высота Одессы составляет 4,2 м ниже уровня моря (Куяльницкий лиман), максимальная высота ; 65 м. Площадь территории города 236,9 км.