Istanbul liegt im Westen der Türkei und umschließt den Bosporus und wird von ihm in ein westliches, europäisches und ein östliches, asiatisches Gebiet geteilt. Das Goldene Horn, eine nach Westen verlaufende Bosporusbucht, trennt den europäischen Teil in eine südliche, zwischen Marmarameer und Goldenem Horn liegende Halbinsel mit dem historischen Kern der Stadt und die an das historische Galata anschließenden nördlichen Stadtteile. Sowohl nach Westen als auch nach Norden und Osten wächst Istanbul weit über die historischen Stadtteile hinaus. Im Südosten liegen die zu Istanbul gehörenden Prinzeninseln.
Die Stadtgrenzen umfassen eine Fläche von 1.538,77 km². Die Metropolregion Istanbul (Provinz Istanbul) hat eine Fläche von 5.220 km².