Geografía Artículo principal: Geografía de Antofagasta

Imagen satelital de Antofagasta.

Cerro Moreno y Bahía Moreno.
La ciudad está ubicada en el hemisferio sur de América, a 23°38'39 S de latitud y 70°24'39 O de longitud, con una elevación media de 40 msnm.
Limita al sur con Taltal, al norte con Sierra Gorda, Mejillones y San Pedro de Atacama, al oeste con el Océano Pacífico y al este con el Departamento Los Andes de Argentina. El límite norte de la comuna recorre una serie de hitos, siendo destacables (de oeste a este) Punta Lagartos, Cerro Negro, Cerro Valenzuela, Cerro Carrasco, Cerro Amarillo, Cerro Búfalo, Cerro Mastodonte, Cerro Mariposas, Cerro Cerrillos, Cerro Pingo, Cerro Pajonales y finalmente una parte de la Pampa Piedra Pómez. En el límite sur destacan Punta Dos Reyes, Cerro Paranal, Cerro Alto de Varas, Cerro Guanaco, Cerro Negro del Tolar, Cerro Punta del Viento, Cerro Varitas, Cerro Puntas Largas, Cerro San Rosendo y el Cerro Dos Hermanos.[6] Fue declarada como una comuna parcialmente en zona fronteriza el 20 de julio de 1999, por el Decreto Supremo Nº 1.166 del Ministerio de Relaciones Exteriores.[7]
El área urbana de Antofagasta se encuentra ubicada en las planicies litorales, al sur de la Península de Mejillones y al norte de Cerro Coloso. El Trópico de Capricornio coincide en el sector norte de la ciudad, fuera del radio urbano, donde se ubica el Aeropuerto Cerro Moreno. Por esta razón el 21 de diciembre de 2000 se inauguró el Hito al Trópico de Capricornio.
Posee escasa vegetación por estar inserta dentro del Desierto de Atacama, el cual es el desierto más árido del mundo.