Den middelalderske Mariendorf ble lagt på høysletten Teltow, ca 50 moh. Grensen i nord mot Tempelhof ble dannet av en rekke små stillestående vann, rester av en endemorene. Kjeden av småvann ble fra 1900 til 1906 utgravet til Teltowkanalen. I øst grenser ortsteilen til Britz og Buckow i Neukölln og i sør til Lichtenrade og Marienfelde i egen bydel Tempelhof-Schöneberg. Vest for Mariendorf finnes Lankwitz og Steglitz i bydelen Steglitz-Zehlendorf.