Nøtterøy befinner seg i Oslofjorden. Nord for øya ligger Tønsberg, som den er forbundet med via Kanalbrua og ei gangbru. I vest skiller Vestfjorden Nøtterøy fra Stokke i Sandefjord kommune. I sørvest ligger Veierland, som det er båtforbindelse med fra Tenvik. Sør for Nøtterøy befinner øya Tjøme seg, og den er forbundet til Nøtterøy med Vrengenbrua. I øst ligger Nøtterøys skjærgård, og i nordøst ligger øya Føynland, som nås via Foynlandsbrua.