Banja Luka se nalazi u sjevernozapadnom dijelu Republike Srpske. Smještena je na 44° 57’’ sjeverne geografske širine i 17° 11’’ istočne geografske dužine, na nadmorskoj visini od 163 m. Svojom neobično izduženom panoramom prati donji tok rijeke Vrbas, koja se 50 km sjeverno od Banje Luke ulijeva u Savu. Banja Luka je od Sarajeva udaljena 240 km, od Zagreba 200, a od Beograda 320 km. Sa ovim gradovima je povezana kvalitetnim drumskim saobraćajnicama, željeznicom, a od 1998 i vazdušnim putem.
Banjolučka kotlina nalazi se na prelazu iz visokoplaninske u niskoplaninsku oblast. Na jugu je okružena visokim planinskim vrhovima južnih Dinarida: Manjačom (1214 m), Čemernicom (1338 m), Tisovcem (1172 m) i Crnim Vrhom. Pogled iz centra grada zaklanjaju niži ogranci južnog masiva, brda: Starčevica (557 m), Banj Brdo (327 m), Krčmarice (302 m). Sjeverozapadno od grada se prostiru Piskavica (433 m) i banjolučka Kozara (421 m).
Teritorija Grada obuhvata površinu od 1232 km2, naseljava je aproksimativno 220 000 stanovnika, sa prosječnom gustinom naseljenosti od 178,6 stanovnika po m2. Od ukupne površine 53% je poljoprivrednog, obradivog zemljišta (65 150 ha), odnosno, 48 300 ha zemljišta pokrivenog šumom.