西宁市位于青海省东部，青藏高原东北部，地处湟水及其三条支流的交汇处。

市区海拔2261米，呈东西向条带状，地势西南高、东北低。西宁市四周群山环抱，南有南山、北有北山，海拔最高点位于湟源县与海南藏族自治州共和县的交界处，靠近日月山脉，海拔高度4877米，海拔最低点位于西宁市城东区、海东市平安县、海东市互助县交界处的小峡纵向桥附近，海拔高度2162米，全市地势高差为2715米。西宁市属大陆性高原半干旱气候，高原高山寒温性气候，全年平均日照时数2510.1小时，年平均气温5.5℃。