桃園市面積約一千一百九十平方公里，其中最大的市區為山地區復興區，面積約為三百三十平方公里，約佔本市面積的三分之一；最小的市區為八德區，面積僅三十三餘平方公里。

桃園市位於台灣西北部，緊靠台北都會區，大部分是連綿不斷的丘陵台地，地形呈西北向東南之狹長形，臨山面海，自石門水庫起經大溪區東北出市境之大漢溪，將本市劃分為東南和西北兩大部分。東南部分為標高三百公尺以上之丘陵地、階地及山岳，地勢向東南漸次升高，山勢峻峭，河谷窄狹。西北部地勢則較為平緩，台地、階地甚為發達，河流短而呈放射狀入海。

區	土地面積 (平方公里)
八德區	33.22
桃園區	33.89
平鎮區	43.52
龜山區	71.41
蘆竹區	73.82
龍潭區	74.92
中壢區	75.39
新屋區	83.67
大園區	85.19
楊梅區	89.22
觀音區	99.81
大溪區	99.96
復興區	331.06
合計	1195.07

紅壤和黃壤兩者混淆分布在中北部台地與丘陵地，為本市一般坡地之主要土壤。東南部山區主要為石質土，沖積土則零星分布於河谷低地之氾濫平原。西北部沿海一帶多為風積土丘。

由於地形、地質的關係，桃園台地最主要的地理特色，就是遍佈供農田灌溉用的人工埤塘，埤塘最多曾達8,846個，贏得「千塘鄉」的美稱。有埤塘的地方就有聚落，蓄水灌溉，養魚休閒，甚至是風水景觀兼具，因此，昔日桃園農漁牧興盛，物產富饒。即便迄今，許多桃園重要建築皆由埤塘闢建而來，也因此造就了桃園的「埤塘文化」。