Il comune di Livorno ha una superficie di 104,1 kmq. La città si trova a 3 metri s.l.m. Non vi sono corsi d'acqua rilevanti, a parte alcuni piccoli torrenti (Ardenza). Il terreno è generalmente pianeggiante, salvo elevarsi a sud, dove inizia il sistema della Colline livornesi. Conseguentemente anche la costa, che da Marina di Carrara a Piombino è sempre bassa, si alza quasi a picco sul mare, nella zona detta del Romito. Il comune è classificato, allo stesso modo della maggior parte dei comuni toscani, con grado di sismicità 9 (categoria 2).