太平洋と内浦湾（噴火湾）の境に突き出した絵鞆半島を中心に市域が広がっており、三方を海に囲まれた地形。南端のチキウ岬（地球岬）からは広く水平線を臨むことができます。

絵鞆半島に抱き込まれた形の室蘭港は天然の良港をなしています。半島付け根の砂州と室蘭港に面した埋立地に平地がありますが、市域の大部分は山がちであり、市街地の多くは沢に沿って形成されています。

複雑な地形から成る室蘭市は、数多くの景勝地に恵まれています。