北则向玉山山脉及中央山脉延伸。与高雄相邻的台湾县市依顺时针方向，分别有台南市、嘉义县、南投县、花莲县、台东县及屏东县。经纬度介于北纬22°28′到23°28′；东经120°10′32″到121°01′15″之间。除了台湾本岛外，高雄市也管辖南海上的东沙群岛，以及南沙群岛中的太平岛与中洲礁，这些岛屿行政上属旗津区代管，而旗津本身也为一紧邻高雄市区的离岛。高雄市的各行政区中，极东及极北端为桃源区、极南端为林园区、极西端为茄萣区；若算入南沙等岛，则极南与极西均为南沙群岛。高雄市市境绝大部分位于北回归线