Gelsenkirchen liegt an den beiden flachen Hängen der breiten Emschermulde mit dem Rhein-Herne-Kanal im Südwesten Westfalens. Die Kernstadt liegt südlich des Flusses bzw. Kanals, während die Stadtteile Horst und Buer nördlich der Gewässer liegen. Ein Großteil des Stadtgebietes liegt infolge von Bergsenkungen unterhalb des Hauptvorfluters Emscher und muss deshalb ständig von der Emschergenossenschaft mit Entwässerungspumpen vor Überflutung geschützt werden.