Pamplona, que ocupa un lugar casi céntrico en el mapa navarro, está situada sobre una meseta, a 449 metros de altitud sobre el nivel del mar, y, en gran parte, está bordeada por las aguas del río Arga. Con sus 23,55 Kilómetros cuadrados de extensión, la ciudad se halla situada a los 42º y 49 de altitud septentrional, y 2º 1' de longitud oriental del meridiano de Madrid, y limita al norte con Juslapeña y Ezcabarte, al este con Villava, Burlada y Aranguren, al sur con Galar y al oeste con Cizur y Olza.

Está enclavada en la llamada Cuenca de Pamplona que limita al norte con el monte San Cristóbal, al este con la Peña Izaga, al oeste con las sierras de Sarbil y Satrústegui, y al sur con las del Perdón y Aláiz-Izco. De este modo, Pamplona y su comarca se encuentran en medio de un cinturón montañoso con una altitud en torno a los 1.000 metros, destacando la Peña Izaga con 1.353 metros. No obstante, el paisaje más cercano a la ciudad lo conforma una corona interior de montes con altitudes comprendidas entre 450 y 900 metros, como San Cristóbal (892 metros), Campamento (528), altos de Badostáin (590), Tajonar (668), Gazólaz (534), Errakobide (466), Santa Lucía (470) y el Cascajo (450 metros).

Actualmente, las edificaciones urbanas ocupan prácticamente la antigua terraza formada por el río Arga sobre la que se asentó la primitiva ciudad de Pompaelo, aunque con el paso del tiempo y debido al crecimiento de la población, el asentamiento se ha extendido a terrazas inferiores y vegas, como los barrios de Chantrea, Rochapea, San Jorge o Echavacoiz, y algunos pamploneses se han trasladado a vivir a terrenos y poblaciones cercanas como Cizur, Burlada. En cualquier caso, por el norte y el oeste, el terreno sobre el que se asienta la capital navarra termina bruscamente en una escarpadura casi vertical de hasta 40-45 metros de altura, que cae hasta el actual cauce del río Arga, mientras que al sur y al este desciende por medio de taludes inclinados hacia los valles de los ríos Elorz y Sadar.

Los ríos que discurren por Pamplona son Arga, Elorz y Sadar, pero también cuenta con regatas y barrancos como Santa Lucía, San Macario, Lezkairu, regada del Garitón de Ripalda o la de los Viveros Municipales, red fluvial que permite la aparición de huertas en diferentes puntos de la ciudad.

Respecto a la distancia que la separa de otras capitales, la ciudad más cercana es San Sebastián, al mediar entre ambas 87 Kilómetros, seguida de Logroño, con una distancia de 92 Kilómetros, y Vitoria, con 94 Kilómetros de separación. Entre las más lejanas se encuentra Cádiz, con 1.065 Kilómetros de distancia, Huelva, con 1.047, y Málaga y Sevilla, ciudades que se encuentran a 953 Kilómetros de Pamplona. Además, de Madrid la separan 411 Kilómetros, 434 de Barcelona y 159 de Bilbao.