Mapa físico de Shanghái
Asentado en el Delta del Río Yangtze, costa este de China, Shanghái es aproximadamente equidistante entre Pekín y Hong Kong. La municipalidad entera consta de la península entre el río Yangtze y la bahía de Hangzhou, la isla de Chongming (la 3ª mayor de China) y varias islas pequeñas. Limita al norte y oeste con la provincia de Jiangsu, al sur con Zhejiang y al este con el Mar de China Oriental. El río Huangpu, afluente del Yangtze, divide la ciudad en dos: en su ribera occidental se halla el casco o centro histórico, Puxi, y en la oriental surge el distrito financiero, Pudong.
Shanghái se asienta en una llanura aluvial por lo que la mayoría de sus 6218 km² son terreno llano de 4 metros de elevación media. El punto más alto se encuentra en la isla Dajinshan con 103 metros. Por ello sus nuevos rascacielos necesitan ser construidos con cimientos profundos y fuertes para evitar su hundimiento. La ciudad posee diversos ríos, canales, riachuelos y lagos, siendo conocida por la riqueza del agua del área drenada del Lago Taihu.