ile Asarcık ilçeleri ve doğusunda ise Çarşamba yer almaktadır. 605.319 kişilik merkez nüfusuyla Samsun, Karadeniz Bölgesi'nin en kalabalık ikinci ili olan Trabzon'un merkez ilçesi Ortahisar'dan 299.033 kişi daha kalabalıktır ve Karadeniz Bölgesi'nin en kalabalık şehir merkezidir.

Canik Dağları'nın orta kesimleri Samsun sınırlarında yer almaktadır. Yüksekliği 1.500 metreyi geçmeyen bu dağlar basık, yuvarlak ve dar sırtlıdır. Bu nedenle şehrin kıyı ile olan bağlantısını kesmemektedir. Kızılırmak ve Yeşilırmak'ın oluşturduğu deltalar ise ilin önemli tarım ovaları olan Çarşamba ve Bafra ovalarını barındırmaktadır. Samsun il sınırları içerisinde yedi farklı göl bulunmasına rağmen bunların hiçbiri büyükşehir ilçeleri sınırlarında yer almaktadır. Ayrıca ildeki dokuz göletten yalnızca Taflan Göleti merkezde yer almaktadır. Kurugökçe Deresi'nden beslenen gölet 2007 yılında tamamlanmıştır ve 2.261hm³ depolama hacmi bulunmaktadır.

İlin genelinde zengin ormanlara sahip olan Samsun'un büyükşehir ilçelerindeki ovalık yerlerde orman örtüsü yok denecek kadar azdır. Şehrin eğimli yerlerinde 1.200 metreye kadar olan kesimlerinde kayın, meşe, kestane, gürgen, dişbudak gibi geniş yapraklı ağaçlar yer alırken; 1.200 metre yukarısında ise iğne yapraklı ağaçlar bulunmaktadır.

Samsun ili topraklarından geçerek Karadeniz'e dökülen Kızılırmak ve Yeşilırmak şehir merkezi içerisinde yer almamaktadır. Büyükşehir ilçeleri sınırlarında Mert Irmağı, Kürtün Deresi, Karaboğaz Deresi, Afanlı Deresi, Elmalı Deresi, Taflan Deresi, Cecil Deresi, Eğridere, Abdal Irmağı, Büyüklü Deresi, Kirazlık Deresi, Şabanoğlu Deresi, Kör Dere, Azot Deresi, Tekkeköy Deresi, Hıdırellez Deresi, Balcalı Deresi ve Yılanlı Dere bulunmakta fakat özellikle Mert Irmağı ve Kürtün Deresi düzensiz debileri nedeniyle sık sık taşmakta ve sel tehlikesi oluşturmaktadırlar.

Samsun'un il genelinde altı baraj bulunmakta fakat bunları hiçbiri büyükşehir ilçeleri içerisinde yer almamaktadır.

Samsun ili genelinde çinko, kurşun, manganez, tuğla, kireçtaşı, doğal taş, kiremit ve çimento hammaddeleri ile linyit madeni ve jeotermal kaynaklar gibi yer altı zenginlikleri bulunmakla birlikte bunlardan yalnızca kireçtaşı, doğal taş, tuğla ve kiremit hammaddeleri büyükşehir sınırları içerisinde sınırlı miktarda bulunmaktadır.

Kuzey Anadolu Fay Hattı'nın etki bölgesi içerisinde yer alan Samsun ilinin büyük kısmı birinci derecede tehlikeli bölge içerisinde; büyükşehir ilçeleri olan Atakum, Canik, İlkadım ile Tekkeköy ise ikinci ve üçüncü derecede tehlike bölge içerisinde yer almaktadır. Fakat değişen fay hatları nedeniyle merkez bölgenin de birinci dereceye kayacağı ve geçmişte de depremler yaşayan Samsun'un gelecekte daha şiddetli deprem tehlikesi altında olacağı öngörülmektedir. Samsun'da şimdiye dek hissedilen en şiddetli deprem 1943 Tosya-Ladik depremi olmuş, bu sarsıntıda 8 kişi ölmüş ve çok sayıda bina hasar görmüştür.

Günümüzde Türkiye genelinde İstanbul'un ardından Samsun'da kurulan erken uyarı sistemi ile gerçekleşecek olan 5 ve üzeri şiddetinde depremlerin birkaç saniye öncesinden tespit edilmesi beklenmektedir.

Samsun iklimi şehrin konumu ve coğrafyası dolayısıyla sahil ve iç kesimlerde değişiklik gösterir. Sahil şeridi Karadeniz ikliminin etkisinde yazları sıcak ve nemli ve kışları serin olmasına karşın iç kesimler Akdağ ve Canik Dağları etkisi altında karasal iklime sahiptir ve kışlar soğuk, yağmurlu, kar yağışlı yazları ise serindir. Sahil kesiminde kışın kar çok az görülürken iç kesimlerde kış aylarında kar nedeniyle ulaşım aksayabilmektedir. Şehrin en düşük sıcaklık ortalaması 11 °C, en yüksek sıcaklık ortalaması ise 18,2 °C'dir.

Valilik tarafından şehrin hava kirliliğinin azaltılması yönünde çalışmalar ve temiz hava eylem planlaması yapılmasına rağmen 2015 yılında 250 günden fazla bir süre ideal hava kirliliği değerleri aşılmıştır.

Samsun İl Nüfusu: 1.295.927'dir (2016). İlin yüzölçümü 9.725 km²'dir. İlde km²'ye 133 kişi düşmektedir. (Yoğunluğun en fazla olduğu ilçe: 2.101 kişi ile İlkadım’dır) İlde yıllık nüfus artış oranı %1,25 olmuştur. 
2016 yılında TÜİK verilerine göre 17 İlçe ve belediye, bu belediyelerde toplam 1.245 mahalle bulunmaktadır.

Samsun il nüfusu: 1.312.990 (2017 sonu). İlin yüzölçümü 9.725 km²'dir. İlde km²'ye 135 kişi düşmektedir. (Yoğunluğun en fazla olduğu ilçe: 2.150 kişi ile İlkadım’dır) İlde yıllık nüfus artış oranı % 1,32 olmuştur.

2018 yılında TÜİK verilerine göre 17 İlçe ve belediye, bu belediyelerde toplam 1245 mahalle bulunmaktadır.

Nüfus artış oranı en yüksek ve en düşük ilçeler: Atakum (% 6,43)- Ayvacık (-% 2,71)

Tanzimat ile birlikte Osmanlı İmparatorluğu tarımın gelişmesi için çalışmalar içerisine girmiş, bunun neticesi olarak bir ziraat örgütü kurulmuş ve Samsun'a bir ziraat müdürü tayin edilmiştir.

19. yüzyılda bağcılığın yaygın olduğu Samsun'da, günümüzde Samsun Ruh Sağlığı ve Sinir Hastalıkları Hastanesi'nin bulunduğu yer bağ bahçeleri ile kaplıydı. Buna bağlı olarak özellikle Rumlar ve Ermeniler arasında şarapçılık yaygın bir tarım sanayi kolu olarak gelişmiştir. 19. yüzyılın ikinci yarısında yıllık üzüm rekoltesi 26.000 kilogramı geçmekteydi. Ayrıca siyah ve kokulu bir tür üzümden sirke de üretilmekteydi. Mert Irmağı ve Kürtün Irmağı arasında da bağcılık yapılmakta, dutluklar bulunmaktaydı. Fakat 1908 yılında Dimetoka ve Edirne gibi şehirlerde görülen bağ ve dut hastalığı şehirlilerin gözünü korkutmuş, bağlar bozulmuştur. O dönemden sonra bağcılık Samsun'da önem görmemiştir.

Helmuth Karl Bernhard von Moltke'nin "Türkiye Mektupları" adlı eserinden 19. yüzyılda Samsun'da zeytin üreticiliği de yapılmakta olduğu öğrenilmektedir. Kitapta çevresi zeytin ormanı ile kaplı şeklinde tanıtılan Samsun'da zeytin üretimi yıllık 13.000 kilograma kadar ulaşmaktaydı.

1870'li yıllarda zeytincilik ve bağcılığın yerine tütüncülük ön plana geçmiştir. Bununla birlikte zeytin ağaçları sökülmeye başlanmış ve boşalan alanlar tütün tarlası haline getirilmiştir. Özellikle 19. yüzyılda yaygınlaşan tütün ekimi halkın en önemli gelir kaynağı haline gelmiştir. Kayıtlara göre 1873 yılında ülke dışına 1.815.450 kilogram, ülke içine ise 358.223 kilogram tütün sevk edilmiştir. 1890 yılında ise ülke dışına 3.171.200 kilogram, ülke içine 1.931.000 kilogram tütün sevk edilmiştir. 1893 yılında Samsun'da tütün fabrikasının açılmasıyla birlikte üretilen tütünlerin bir bölümü bu fabrikada işlenmeye başlamıştır.

Tütüncülüğün yanı sıra tahıl üretimi de Samsun'da önemli bir yer tutmaktaydı. Buğday, arpa ve mısır önemli tahıl ürünleri idi. Pirinç, çavdar ve yulaf da seyrek olarak üretilmekteydi. 1883 yılı kayıtlarına göre 1879 yılında 320.850 okka pirinç, 873.988 kile mısır yetişmiştir. Ayrıca aynı kayda göre şehirde 2.178 adet sergen bulunmaktaydı. Ayrıca 1887 yılı kayıtlarında yıllık pamuk üretiminin 5.000.000 kilogramdan fazla olduğu bilgisi yer almaktadır. 1899 ürün cetvelinde ise 1.183.500 okka keten yetiştiği ve bir de kendir mahzeni bulunduğu bilgisi yer almaktadır.

Kadıköy'de bulunan asma kütükleri ile Kılıçdede'de bulunan sık limon ağaçları bu ürünlerin bir dönem yörede yetiştirildiğini kanıtlamaktadır.

Genellikle nadas usulü ile kullanılan topraklara bakan köylülerin büyük çoğunluğu kara sapan ile iş görmekteydiler. Küçük toprak sahipleri kendi topraklarını kendileri ekip biçmekte, büyük toprak sahipleri ise amele ile ya da yarıcılık ile topraklarını değerlendirmekteydiler. 1912 yılı kayıtlarında bazı Samsunluların Rusya'ya gidip orada yarıcılık yaparak tütün ziraatiyle uğraştıkları yer almaktadır.

Sebzecilik ve meyvecilik de 19. yüzyıl Samsun'unda yaygın olarak görülen tarım kollarından biridir. Fasulye, patates, soğan başta olmak üzere salatalık, kabak, lahana, pırasa gibi çeşitli sebzeler yetiştirilmekte idi. 1870 ürün raporlarında Samsun'da 195, Bafra'da ise 300 bahçe olduğu yazmaktadır. Meyve ağaçları ise daha ziyade evlerin bahçelerinde yetiştirilmekteydi. 1900'lü yılların başında Madozyan isimli bir Ermeninin meyve çiftliği vardı ve 1940'lı yıllarda il özel idaresi tarafından Madozyan Çiftliği adı altında işletilmekte idi. Buna ek olarak Lütfü Deveci Çiftliği de bir diğer meyve çiftliği idi. Çiftliklerle birlikte Çarşamba'da şeftali, elma, armut, kayısı, erik, kiraz, vişne, ahlat ve ceviz yetiştirilmekteydi. Ayrıca Dereköy karpuzu da Samsun'da yetiştirilmekte ve yörede ünlüydü.

1943 yılında şehirde tarımın desteklenmesi amacıyla 20.000 dekar üzerine Gelemen Devlet Üretim Çiftliği kurulmuştur. Ayrıca Çarşamba'da Ziraat Bankası'nın 100.000 dönümlük iki çiftliği vardı. 1949 yılında da meyveciliğin gelişmesi için Vilayet Çiftliği adında bir çiftlik kurulmuş ve halka fidan dağıtılmaya başlanmıştır.

Kara sapan, pulluk, tırpan, kağnı, orak gibi aletler ile kas gücüne dayanarak yapılan tarım 1940'lı yıllarda yerini makine gücüne bırakmıştır. Samsun'da 1940 yılında 32 traktör, 405 tek tekerli, 1050 çift tekerli pulluk, 15 pancar mibzeri bulunmaktaydı. Çarşamba Ovası ve Bafra Ovası'ndaki bataklıkların kurutulması ve verimli tarım alanlarının açılması nedeniyle 1950'li yıllarda traktör sayısı hızla artmıştır. Bunlara bağlı olarak geleneksel tarım aletleri hızla terk edilmiştir.
Günümüzde yüzölçümünün %47'si tarım alanlarından oluşan Samsun'da başlıca olarak tahıllar, baklagiller, endüstriyel bitkiler, yağlı tohumlar ve yumru bitkiler yetiştirilmektedir. Son dönemlerde artan yatırımlarla birlikte organik tarımın da yapılmaya başlandığı bir şehir haline gelen Samsun'da organik karpuz ve ekolojik yumurta gibi ürünler yurtiçi ve yurtdışına dağıtılmaktadır. Narenciye domates, üzüm gibi eskiden bu yana üretilen meyveler günümüzde de önemli ihracat ürünlerindendir.

2012 yılı verilerine göre şehirde toplam 381.873 hektar işlenmiş tarım alanı ve uzun ömürlü bitki ekim alanı bulunmaktadır ve bunların 245.423 hektarı hasat edilmiştir. Aynı yıl elde edilen verilere göre 1.804.703 ton tahıl ve diğer bitkisel ürünler üretilmiştir. Toplam tahıllar ve diğer bitkisel ürünlerin üretim miktarlarına bakıldığında 2008-2012 yılları arasında %24 artış olduğu görülmektedir. To