北海道の東部太平洋側、釧路総合振興局南部に位置する。
地形釧路市中心部周辺の空中写真。2015年7月11日撮影の40枚を合成作成。
国土交通省 国土地理院 地図・空中写真閲覧サービスの空中写真を基に作成。

市内を釧路川、阿寒川が流れるほか、阿寒湖、春採湖がある。釧路市（1922年ー2005年）は平地に位置するため山はほとんどなかったが、合併により、白糠町を囲むような形で西側への飛び地ができ（合併経緯参照）、北西部に阿寒地区の雄阿寒岳などの山岳地帯を含むようになった。北東部は釧路湿原国立公園と隣接し、釧路湿原との境界ぎりぎりの所まで住宅が建ち並ぶ。
山地※主な山

雌阿寒岳

雄阿寒岳

阿寒富士

河川※主な川

釧路川（旧釧路川）

新釧路川（釧路川）

阿寒川

舌辛川

別保川（べっぽがわ）

仁々志別川（ににしべつがわ）

雪裡川（せつりがわ）

アセツリ川（阿雪裡川）

星が浦川

竜神川

別途前川（べっとまえがわ）

鳥取川

沼尻川

湖沼※主な湖

阿寒湖

春採湖

パンケトー

ペンケトー

シュンクシタカラ湖

地域

音別地区の区域の401.40平方キロメートルは、釧路市中心部とは間に白糠町を挟んで離れており、大規模な飛地となっている。このような大規模な飛び地のある自治体は日本でも数えるほどしか無い[注釈 1]。後述する合併協議の時点では白糠町を含めた合併が協議されていたが、白糠町の離脱によって東西に分かれたまま一つの市となった。
住宅団地

道営住宅千歳団地

道営住宅白樺団地

道営住宅新緑ヶ岡団地

道営住宅曙団地

道営住宅愛国団地

道営住宅住之江団地

道営住宅新富士団地

道営住宅若竹団地

道営住宅ことぶき団地

道営住宅クレインヴィラ

気候

釧路市
雨温図（説明）

123456789101112
  40 -0-10  25 -0-9  56 3-4  79 81  116 135  114 1610  120 2014  142 2216  153 2013  113 156  65 9-0  57 3-7
気温（°C）
総降水量（mm）
出典：気象庁

インペリアル換算
123456789101112
  1.6 3214  1 3215  2.2 3824  3.1 4633  4.6 5542  4.5 6049  4.7 6756  5.6 7160  6 6855  4.4 5943  2.5 4831  2.2 3719
気温（°F）
総降水量（in）

ケッペンの気候区分では亜寒帯湿潤気候（湿潤大陸性気候）(Dfb) 、日本の気候分類では太平洋側気候の東部北海道型に属する。

道東の太平洋側ならではの風土が釧路の気候を形作っている。寒流である親潮の影響を受け、一般に冷涼である[7]。特に夏季は海霧に覆われる日が多く、冷涼である。