Samsun er i utstrekning en lang by som strekker seg langs kysten mellom to elver med utløp i Svartehavet. Den er lokalisert ved enden av en antikk veg fra Kappadokia; antikkens Amisos lå på neset nordvest for dagens moderne by. Vest for Samsun ligger Kızılırmak («Den røde elv», i antikken kalt for Halys); den er en av de lengste elvene i Anatolia og sørger for fruktbarhet i avleiringene ved elvemunningen. I øst ligger Yeşilırmak («Den grønne elv», i antikken kalt for Iris) og dens elvemunning.