Türkiye’nin Karadeniz Bölgesi içerisinde batı kesimde yer alan Kastamonu şehrinin doğusunda Sinop, batı kısmında Bartın ve Karabük, güney kısmında Çankırı ve güneydoğusunda ise Çorum illeri ile sınırı bulunmaktadır. Kastamonu ilinin kuzey bölümünün tamamı ise Karadeniz bölgesine kıyı oluşturmaktadır. Şehrin sahil şeridi uzunluğu 170 kilometredir. Kastamonu sahibi olduğu bu sahil şeridi uzunluğu ile beraber Karadeniz bölgesine en uzun kıyısı bulunan il olma özelliğini taşımaktadır.
13.108 km² alan üstünde yer alan Kastamonu ili, Türkiye topraklarının yaklaşık %1,7'sini oluşturmaktadır. Şehir merkezinin denizden yüksekliği ise 780 metre olmaktadır. Kastamonu'nun ortalama olarak deniz düzeyinden yüksekliği 775 metredir. Şehrin en yüksek noktasını 2.565 metre ile Çatalılgaz Tepesi meydana getirmektedir. Kastamonu genelinde dağlar denize paralel bir şekilde uzanmaktadır ve Türkiye'nin Karadeniz bölgesine doğru uzanan çıkıntısının çok büyük bir bölümünü kapsamaktadır.