קריית שמונה שוכנת בקצהו הצפון- מערבי של עמק החולה. העיר נשענת על מורדותיו המזרחיים של הגליל, לרגלי הרי רמים, בגובה ממוצע של 100 מ' מעל פני הים.
אל העיר מוביל מדרום כביש מס' 90, החוצה אותה במרכזה (שדרות תל-חי) וממנו מתפצלות הסתעפויות ראשיות:
- כביש מס' 9779 מזרחה, לכיוון שדה נחמיה-עמיר. בהמשך מתחבר כביש זה עם כביש מס' 959, העולה לרמת הגולן לצומת וואסט.
- כביש מס' 99 היוצא מזרחה מסעיף מצודות לכיוון חורשת תל-דן בניאס, כביש זה עולה לחרמון ולצפון הגולן.
- כביש מס' 9977 ממסעף מכללת תל-חי, העולה דרום – מערבה, לכיוון כפר- גלעדי, מרגליות וכביש הצפון.
- המשכו של כביש מס' 90 – צפונה ממסעף מצודות לתל-חי ולמטולה.
גבולות העיר
גבולה הצפוני של העיר עשוי גבעות קירטון נמוכות אשר בראשן שוכנות חצר תל-חי והמכללה האזורית.
בדרום – גוש בריכות הדגים ואזור התעשייה.
במזרח – תעלת המים המערבית בפרוייקט ניקוז עמק החולה.
במערב – מורדות הרי רמים (נפתלי) עד קו גובה ברום 240 מ' בערך.
רחוב ראשי אחד (רח' שד' תל-חי) חוצה את העיר מצפון לדרום, וממנו יוצאים מערבה בשיפוע תלול כמה כבישים קצרים, המתחברים לשלושה כבישים אשר נמתחים במדרגות זה על גבי זה מצפון לדרום: רח' הרצל, רח' ששת הימים וכביש המערכת.
מן הרחוב הראשי מזרחה מתמתן השיפוע מאוד. הגורם המגביל כאן את התנועה הוא קו גבעת שחומית – תל ברום ונחל "עין זהב" ממערב להם.
האזור מחולק לשני גושים גדולים – צפוני ודרומי – וביניהם עובר רח' הירדן.
מזרחה מגבעת שחומית סלול כביש המערכת המקיף את העיר.
אורכה של העיר מצפון לדרום – 4.5 ק"מ. רוחבה ממזרח למערב – 1.5 ק"מ.