Thành phố Nha Trang nằm ở vị trí trung tâm Tỉnh Khánh Hòa, Bắc giáp huyện Ninh Hòa, Nam giáp thị xã Cam Ranh, Tây giáp Diên Khánh, trong một thung Lũng núi vây 3 phía Bắc -Tây – Nam và tiếp giáp với bờ biển về phía Đông. Sông Cái Nha Trang và Sông Cửa Bé chia Nha Trang thành 3 phần, gồm 27 xã, phường: phía Bắc sông Cái gồm các xã Vĩnh Lương, Vĩnh Phương, Vĩnh và khu vực Đồng Đế gồm các phường Vĩnh Phước, Vĩnh Hải, Vĩnh Hòa, Vĩnh Thọ. Phía Nam sông Cửa Bé là xã Phước Đồng. Trung tâm Nha Trang nằm giữa hai con sông, gồm khu vực nội thành với các phường Xương Huân, Vạn Thắng, Vạn Thạnh, Phương Sài, Phương Sơn, Ngọc Hiệp, Phước Tiến, Phước Tân, Phước Hòa, Tân Lập, Lộc Thọ, Phước Hải, Vĩnh Trường, Vĩnh Nguyên và các xã ngoại thành phía tây gồm Vĩnh Hiệp Vĩnh Thái, Vĩnh Tạnh, Vĩnh Trung.
Thành phố Nha Trang có diện tích tự nhiên là 251 km2 , theo số liệu thống kê năm dân số năm 2009 là 392.279 người. Mật độ dân số trung bình khoảng 1.562 người/km2 trong đó dân số thành thị chiếm 74,6%, dân số nông thôn chiếm 25,4%. Về tỉ lệ giới tính, nam chiếm 48,5% và nữ chiếm 51,5%. Tuy nhiên theo cách tính quy mô dân số trong phân loại đô thị (bao gồm cả dân số thường trú và dân số tạm trú quy đổi) thì quy mô dân số Nha Trang hiện nay khoảng 480.000-490.000 người (bao gồm cả học sinh, sinh viên các trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp, lao động
tạm trú thường xuyên, tạm trú vãng lai...nhưng không tính khách du lịch. Ở Nha Trang có nhiều trường đại học, học viện, viện nghiên cứu, các trường cao đẳng, trường dạy nghề, các trung tâm triển khai các tiến độ kỹ thuật chuyên ngành đã biến nơi đây thành trung tâm khoa học đào tạo của cả vùng Nam Trung Bộ.