Феодосия расположена на юго-востоке Крымского полуострова на берегу широкой бухты Черного моря и находится на границе, где горная цепь плавно переходит в степь. Большая Феодосия раскинулась на многие километры вдоль черноморского побережья и включает 16 населенных пунктов – Приморский, Береговое, Орджоникидзе, Коктебель, Щебетовка, Курортное и др. К юго-западу от города тянутся скалы и живописные бухты, из которых самые крупные Двуякорная и Коктебельская, на северо-восток простирается равнина. Географически Феодосия одинаково удалена от Экватора и Северного полюса, вследствие этого магнитные, энергетические, гравитационные и другие физико-климатические факторы близки к оптимальным.
Район старого города располагается амфитеатром в юго-восточной части Феодосийского залива на горе Тепе-Оба, замыкающей Главную гряду Крымских гор, и спускается к морю. Современная часть Феодосии лежит на равнине. Песчаные и галечные пляжи Феодосии общей протяженностью около 15 км привлекают сюда туристов из года в год. Феодосийский залив имеет собственное круговое течение, постоянно обновляющее воду у побережья, поэтому вода в у берегов Феодосии чистая и прозрачная.