日照市位于山东省东南部黄海之滨，东经118° 25′~ 119° 39′，北纬35° 04′~ 36° 04′。东临黄海，西接临沂市，南接江苏省连云港市，北接青岛市、潍坊市。南北长约82公里，东西宽约90公里，总面积5358.57平方公里。
日照是山东省东部的一个丘陵地带，总体地形背山临海，中间高，周围低，略向东南倾斜，山地、丘陵、平原相间分布。最高点是五莲县的梅尔山，海拔706米；最低点在东港区东海峪村，海拔1 ~ 1.5米。山地占总面积的19.7%，丘陵占52.9%，平原占19.9%，水域占7.5%。
城市河流属于束河水系、渭河水系和东南沿海水系。较大的河流有束河、府端河、潮白河、秀珍河、渭河、巨峰河。其中:束河是我市最大的河流，从沂水进入莒县，贯穿莒县南北，干流长83.29公里；富端河是我市最大的入海河道，干流长60.72公里；渭河经莒县、五莲县进入羌矿水库，境内干流长47.5公里；秀珍河为省际边界河流，全长24.42公里；潮白河是青岛和我市的界河，干流长41.83公里。
日照没有天然湖泊，水库594座，总库容13亿立方米。其中:大型水库3座，分别为日照、青峰岭、小石羊水库；中型水库10座，分别为马岭、巨峰、焦山、户部岭、长城岭、石木子、薛庄、河西、小王疃、龙潭沟水库。
日照海岸位于黄海中部，由岬角湾相连，北至天水河口，南至秀珍河口，全长168.5公里，属于比较平坦的基岩砾质海岸。海岸线上有石臼湾和佛手湾两个天然港湾，以及由日照港和岚山港组成的日照港群。近陆岛屿包括桃花岛、峰峰岛；远的有平岛、大山岛、车牛山岛组成的“前三岛”，面积0.321平方公里。
日照有4358座山。西部是太一山，大部分为东南西北。北部山区多为南北、西南、东北；中国中南部有7座互不相连的山脉，趋势不同。东面属于胶东丘陵。海拔500米以上的有39座。
