Santa Cruz de Tenerife se sitúa en el extremo oriental de la isla de Tenerife, la más grande del archipiélago canario, a una latitud norte de 28º 28' y a una longitud oeste de 16º 15'.

El término municipal tiene una superficie de 150,56 kilómetros cuadrados y está dividido en dos ámbitos bien diferenciados: de un lado el antiguo Macizo de Anaga y de otro, la rampa meridional formada por coladas que abarcan desde la cumbre de Acentejo hasta la costa.

La altitud máxima que se alcanza en el municipio es de 750 metros sobre el nivel del mar aunque hay zonas céntricas como la Plaza de España que se elevan tan sólo 4 metros.

Más de la mitad del perímetro municipal está ocupado por superficie costera (58 kilómetros de costa en 111 kilómetros de perímetro municipal).