Görlitz liegt in der niederschlesischen Oberlausitz am westlichen Ufer der Neiße,

die hier durch die Ausläufer des böhmisch-lausitzischen Grenzgebirges den Ostrand des Lausitzer Granitmassivs durchbricht.

Es bildet den Übergang zwischen der nördlich gelegenen Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft und dem südlichen gelegenen Lausitzer Bergland.

Die ehemaligen Stadtteile am rechten (östlichen) Flussufer bilden seit der Grenzziehung von 1945 zwischen Sowjetischer Besatzungszone und der Volksrepublik Polen, beziehungsweise der endgültigen Festschreibung der Staatsgrenze 1990 die polnische Stadt Zgorzelec.

Görlitz und Zgorzelec als polnische Schwesterstadt verstehen sich als eine Europastadt.

Die höchste Erhebung des Görlitzer Stadtgebiets, die Landeskrone, liegt 420 m ü. NN, die niedrigste Stelle der Stadt befindet sich an der Neiße bei 185 m ü. NN.