Położone w południowej Polsce, jest 10. miastem w kraju pod względem liczby ludności i 11. pod względem powierzchni. Stolica województwa śląskiego, dawniej autonomicznego województwa śląskiego, główny ośrodek Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego.
W latach 1945-1950 stolica województwa śląsko-dąbrowskiego, 1950-1953 oraz 1956-1998 — województwa katowickiego, 1953-1956 — województwa stalinogrodzkiego. Katowice są siedzibą Górnośląskiego Związku Metropolitalnego oraz stałym członkiem Unii Metropolii Polskich.
Katowice leżą na Wyżynie Katowickiej, będącej częścią Wyżyny Śląskiej, we wschodniej części Górnego Śląska. Miasto leży na dziale wodnym Wisły i Odry - naturalnej granicy Małopolski i Śląska. Przez Katowice przepływają rzeki: Rawa - dopływ Wisły i Kłodnica - dopływ Odry oraz kilka mniejszych.
Teren miasta odznacza się urozmaiconą rzeźbą terenu, a różnice wysokości względnych wynoszą około 100 m, najwyższe wzniesienie jest położone 352 m n.p.m. (znajduje się on w dzielnicy Murcki), a najniższy punkt leży na wysokości 261 m n.p.m. (w dzielnicy Zarzecze). Pod względem geologicznym, Katowice położone są w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, obejmującym Górnośląski Okręg Przemysłowy oraz Rybnicki Okręg Węglowy.
Katowice graniczą z Chorzowem, Siemianowicami Śląskimi, Sosnowcem, Mysłowicami, Lędzinami, Tychami, Mikołowem, Rudą Śląską i Czeladzią. W obrębie kilkuset kilometrów od Katowic leży 6 europejskich stolic: Berlin, Bratysława, Budapeszt, Praga, Warszawa i Wiedeń.