Bratislava sa rozprestiera v juhozápadnej časti Slovenska, konkrétne v Bratislavskom kraji. Jej jedinečná poloha na hraniciach s Rakúskom a Maďarskom z nej robí jedinú národnú metropolu v Európe, ktorá hraničí hneď s dvoma štátmi. Od rakúskej metropoly Viedne ju delí len približne 60 kilometrov, pričom maďarské hranice sú ešte bližšie – vzdialené iba 18 kilometrov.

Mesto má rozlohu 367,58 km², čo z nej robí druhý najväčší mestský celok na Slovensku podľa rozlohy, hneď po obci Vysoké Tatry. Dunaj, ktorý pretína Bratislavu zo západu na juhovýchod, je hlavným vodným tokom a zároveň historickým pilierom rozvoja mesta. Práve v Bratislave sa začína Panónska panva – Stredný tok Dunaja, ktorý tu vytvára úžinu známu ako Devínska brána.

Bratislava je obklopená viacerými riekami – okrem Dunaja sú to rieka Morava, ktorá tvorí severozápadnú hranicu mesta a vlieva sa do Dunaja pri Devíne, Malý Dunaj a Vydrica, ktorá ústi do Dunaja v mestskej časti Karlova Ves.

Mesto leží na rozhraní rôznych geografických celkov – Malé Karpaty (súčasť Karpatského oblúka) zasahujú priamo do územia mesta, pričom najvyšším bodom Bratislavy je vrch Devínska Kobyla s výškou 514 metrov nad morom. Najnižším bodom je hladina Dunaja vo výške 126 metrov nad morom a priemerná nadmorská výška mesta je 140 metrov.

Okrem pohoria zasahuje do mesta aj nížinaté pásmo Záhoria a Podunajská nížina, ktoré dotvárajú pestrú prírodnú mozaiku Bratislavy. Táto poloha robí z hlavného mesta nielen politické a kultúrne centrum, ale aj významný dopravný a geografický uzol v rámci strednej Európy.