Olsztyn (dt. Allenstein) ist die Hauptstadt der Region Ermland und Masuren und liegt im Mittelpunkt  der Woiwodschaft Ermland-Masuren (pl. Województwo Warmińsko-Mazurskie),  im südlichen Teil des Ermlands, dem historischen Gebiet, das in den Jahren 1466-1772  zu der Republik Polen gehörte.

Die Stadt grenzt an sechs Gemeinden: Dywity (dt. Diwitten), Barczewo (dt. Wartenburg), Purda (dt. Groß Purden), Stawiguda (dt. Stabigotten), Gietrzwałd (dt. Dietrichswalde) und Jonkowo (dt. Jonkendorf). Alle Gemienden gehören dem Landkreis Olsztyn an, dessen Verwaltungssitz sich in Olsztyn befindet.

Im Süden grenzt die Stadt an die Ramucker Heide (pl. Puszcza Napiwodzko-Ramucka).  Die Wälder umfassen über 21 Prozent der Stadtfläche, überwiegend bildet sie der Stadtwald.
Der wichtigste Fluss Łyna entspringt zwei üppigen Quellen bei 153 m ü.d.M. und in Olsztyn bei 98 m ü.d.M. und überquert die Stadt vom Süden nach Norden. Überdies gibt es noch zwei Nebenflüsse: Wadąg und Kortówka.
In den Stadtgrenzen gibt es 15 Seen (darunter 13, deren Größe 1 ha überschreitet) mit einer Gesamtfläche von ca. 725  ha (über 8 Prozent des Stadtgebiets). Die Stadtbürger nutzen aktiv die Erholungsangebote auf nahe der Stadtgrenzen gelegenen Gewässern wie z.B. den Seen Wadąg, Bartążek und Kielarskie.

Der höchste Punkt von Olsztyn liegt bei 155  m  ü.d.M. und der tiefste bei 88 Metern ü.d.M.  Das Klima in der Stadt ist eher warm. Es wird von niedrigen Temperaturen der Seenplatte,  häufigem Früh- und Spätfrost und starkem Wind  bestimmt. Die jährlichen Niederschläge liegen bei 600 mm. Die Durchschnittstemperatur  im Juli liegt bei ca.18 oC und im Januar  bei -4 oC.

Die größte Stadt von Ermland und Masuren liegt auf dem physiographischen mezzoregionalen Gebiet der Allensteiner Seenplatte, die zu der Makroregion der Masurischen Seeplatte gehört und als Teil der Ostbaltischen Seenplatte des Ostbaltisch-Weißrussischen Tieflandes angesehen wird.

Die Allensteiner Seenplatte umfasst ca. 3820 m2. Im Norden ist sie mit dem Flachland Orneta (dt. Wormditt), Sępopol (dt. Schippenbeil) und der Anhöhe Górowo benachbart,  im Osten mit der Sensburger Seenplatte, im Süden  mit dem Masurischen Flachland und dem Löbauer Höcker (pl. Garb Lubawski),  im Westen mit der Eylauer Seenplatte benachbart.