Москва находится в центре европейской части России, в междуречье Оки и Волги, на стыке Смоленско-Московской возвышенности (на западе), Москворецко-Окской равнины (на востоке) и Мещёрской низменности (на юго-востоке). Размер города на 2006 год составляет 1081 км², что делает его самым маленьким по площади субъектом Российской Федерации. Основная часть (877 км²) находится внутри кольцевой автомагистрали (МКАД). Средняя высота над уровнем моря — 156 м. Протяженность Москвы с севера на юг в пределах МКАД 38 км, за пределами МКАД — 42 км, с запада на восток 30 км.
Исторически сложилось так, что Москва является крупнейшим транспортным узлом страны. Город находится в самом центре паутины железных дорог и федеральных автомагистралей. Внутри города развиты многие виды общественного транспорта, с 1935 года работает Метрополитен.