- au Nord par les communes de Santa Coloma de Gramenet et Sant Adrià de Besòs
- à l'Ouest par les communes de Montcada-i-Reixac et Sant Cugat del Vallès
- au Sud par la zone franche (l'Hospitalet et Esplugues de Llobregat)
- à l'Est par la mer.
Le relief de la ville se compose de trois parties distinctes : la montagne de la Collserola (avec la cime du Tibidabo qui domine la ville avec ses 512 mètres), la plaine et les deltas du Besòs et du Llobregat marquant les limites urbaines perpendiculaires à la mer. D'autres buttes émergent au-dessus de la plaine littorale, dont la plus fameuse est celle de Montjuïc à 173 mètres, à proximité du port, et ancien site olympique.
Barcelone est située à 180 km du col du Perthus et de la frontière avec la France. De l'autre côté des Pyrénées se situe le département des Pyrénées-Orientales de culture et de langue catalane.
