Город Комсомольск-на-Амуре расположен в 348 км к северо-востоку от города Хабаровска на пересечении транспортных путей: в западном направлении – Байкало-Амурская Магистраль, северо-восточном - водный путь по реке Амур до г. Николаевска-на-Амуре и далее в Охотское море, газо- и нефтепроводы с о. Сахалина; восточном - железная дорога до морского порта Ванино и г. Советская Гавань; и юго-западном – река Амур, железная и автомобильная дороги до г. Хабаровска, и далее, к побережью Тихого океана, портам Владивосток и Находка.
Комсомольск-на-Амуре находится в своеобразном «оазисе» - амурской пойме, ширина которой достигает 20 км. Город протянулся вдоль левого берега реки Амур более чем на 30 км. Своим фасадом он обращен к реке, ширина русла которого в черте города достигает 2,5 км.
Климат города характеризуется сочетанием континентального и муссонного с преобладанием первого. Близость горных массивов Сихотэ-Алиня и Буреинского способствуют движению зимой массы континентального холодного воздуха. Летом преобладают восточные муссонные влажные ветры. Среднегодовое количество осадков достигает 570 мм. Снег выпадает в конце октября, сходит в конце апреля. Среднегодовая температура воздуха равна –0,70С. Среднемесячная температура воздуха самого холодного месяца (январь): -28,90 С, самого теплого (июль): +25,70 С.
В городе наблюдаются явления облачности, туманов и гололеда. В феврале-марте наблюдаются метели.