Bayonne ligger på en halvøy, Bergen Neck, som avgrenses i vest av Newark Bay, i sør sundet Kill Van Kull og i øst Upper New York Bay. Den sørlige odden er Bergen Point. Administrativt grenser Bayonne til bye Jersey City i nord, Staten Island og Brooklyn i New York i søer respektive øst, Elizabeth i Union County i vest og Newark i Essex County i nordvest.