黄石市国土总面积4583平方公里，地跨东经114度31分至115度30分，北纬29度30分至30度15分之间。东北临长江，与黄冈市（浠水县、蕲春县、武穴市）隔江相望，北接鄂州市鄂城区，西靠武汉市江夏区、鄂州市梁子湖区，西南与咸宁市咸安区、通山县为邻，东南与江西省武宁县、瑞昌市接壤。
黄石地形总的趋势是西南高，东北低，由西南向东北倾斜，延绵于湘江鄂赣三省边境的幕阜山脉，在阳新境内有大小山峰411座。进入大冶，分为大同山（又称南山）、天台山、龙角山、云台山、茗山、黄荆山等去脉。境内较大的山有东方山、黄荆山、云台山、父子山、七峰山等。最高峰为阳新境内的七峰山主峰南岩岭，海拨867.7米（吴淞高度，下同），次高峰为大冶太婆尖，海拨840米，最低处为阳新境内的富水南城潭河床，海拨8.7米。
黄石市地理区位优越，自然环境优美。市区形状成“入”字形，三面环山，一面临江，风光绮丽的磁湖镶嵌区中心，是一个盆地城市。城区中心地段海拨一般在20米左右。黄石处于京广、京九两条铁路大动脉与京珠、沪蓉、大广、杭瑞四条高速公路和长江黄金水道的交汇地带，是承东启西、贯南通北之地。黄石城区襟江怀湖，依山傍水，城在山中，水在城中，山环水绕，环境优美，拥有“三山两湖”（东方山、西塞山、小雷山、磁湖、仙岛湖）众多自然景观和人文历史于一体的风景名胜。