Hà Nội nằm ở trung tâm đồng bằng Bắc Bộ, ở vị trí trong khoảng từ 20º25' đến 21º23' vĩ độ Bắc, 105º15' đến 106º03’ kinh độ Đông, tiếp giáp với các tỉnh: Thái Nguyên ở phía bắc, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên ở phía đông và đông nam, Hà Tây và Vĩnh Phúc ở phía tây. Hà Nội có khoảng cách dài nhất từ phía bắc xuống phía nam là trên 50km và chỗ rộng nhất từ tây sang đông 30km. Điểm cao nhất là núi Chân Chim: 462m (huyện Sóc Sơn); nơi thấp nhất thuộc phường Gia Thụy (quận Long Biên) 12m so với mặt nước biển.

Hà Nội nằm hai bên bờ sông Hồng, giữa vùng đồng bằng Bắc Bộ trù phú và nổi tiếng từ lâu đời, Hà Nội có vị trí và địa thế đẹp, thuận lợi để là một trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, khoa học và đầu mối giao thông quan trọng của cả nước.