Thành phố Phan Thiết là thủ phủ, trung tâm chính trị - kinh tế - văn hóa - xã hội - khoa học kỹ thuật của tỉnh Bình Thuận. Phan Thiết nằm trên quốc lộ 1A (chiều dài quốc lộ 1A đi qua là 7 km), cách Thành phố Hồ Chí Minh 198 km về hướng đông, và nằm ở phía nam của vịnh Cam Ranh. Phan Thiết là đô thị của miền Trung, thuộc miền Nam Trung Bộ. Diện tích tự nhiên là 206,45 km², bờ biển trải dài 57,40 km.

Thành phố Phan Thiết hình cánh cung trải dài từ: 10°42'10" đến 11° vĩ độ bắc.

• Phía đông giáp biển Đông.
• Phía tây giáp huyện Hàm Thuận Nam - tỉnh Bình Thuận.
• Phía nam giáp biển Đông và huyện Hàm Thuận Nam - tỉnh Bình Thuận.
• Phía bắc giáp huyện Hàm Thuận Bắc và huyện Bắc Bình - tỉnh Bình Thuận.

Giữa trung tâm thành phố có con sông Cà Ty chảy ngang chia Phan Thiết thành 2 ngạn:

• Phía nam sông: khu thương mại.
• Phía bắc sông: gồm các cơ quan hành chính và quân sự

Phan Thiết có địa hình tương đối bằng phẳng, có cồn cát, bãi cát ven biển, đồi cát thấp, đồng bằng hẹp ven sông. Có 3 dạng chính:
• Vùng đồng bằng ven sông Cà Ty: diện tích chiếm 11,7% tổng diện tích tự nhiên, độ dốc nhỏ (0-3°).
• Vùng cồn cát, bãi cát ven biển: chiếm 85,6% tổng diện tích tự nhiên. Có địa hình tương đối cao, độ dốc (8-15°), số ít nơi 25-30°.
• Vùng đất mặn: ở Thanh Hải, Phú Thủy, Phú Trinh và Phong Nẫm, chiếm 2,2% tổng diện tích tự nhiên
• Năm 1976, Phan Thiết trở thành tỉnh lỵ của Tỉnh Thuận Hải [1] (cũ).
• Năm 1992, tiếp tục là tỉnh lỵ của tỉnh Bình Thuận mới được chia tách từ tỉnh Thuận Hải.
• Năm 1999, Phan Thiết được chính phủ nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam công nhận là thành phố trực thuộc tỉnh Bình Thuận - tỉnh lỵ tỉnh Bình Thuận.

Tuy là thành phố trẻ nhưng theo các nhà nghiên cứu thì "phố cổ" Phan Thiết hình thành trước Nha Trang và Phan Rang