Obszar miasta sięga południowego brzegu nadmorskiego jeziora Jamno.
Położenie mały|lewo|Koszalin pośród powiatów na mapie województwa (2009) Według regionalizacji fizycznogeograficznej Polski miasto położone jest na pograniczu trzech mezoregionów: Wybrzeża Koszalińskiego, Równiny Białogardzkiej i Równiny Słupskiej, stanowiących część makroregionu Pobrzeża Koszalinskiego. Po zmianach granic w 2010 roku miasto leży nad jeziorem Jamno.
Powierzchnia miasta wynosi 105,905 km² (stan na 20 stycznia 2023).
Historycznie Koszalin jest położony na Pomorzu Zachodnim. W latach 1815–1945 miasto było siedzibą rejencji koszalińskiej. W latach 1946–1950 znajdowało się w województwie szczecińskim. Od 1950 do 1998 roku miasto było stolicą województwa koszalińskiego. Od 1999 roku leży w północnej części województwa zachodniopomorskiego.
Dzielnice i osiedla w Koszalinie: 4 Marca, Akademickie, Kędzierzyn, Przylesie, Unii Europejskiej, Zagórzyno, Lechitów, Wenedów, Na Skarpie, Rokosowo, Bukowe, Chełmoniewo, Dzierżęcino, Lubiatowo, Raduszka.