Video quay ngược thời gian này cho thấy tốc độ tăng trưởng của Dubai ở một khung hình mỗi năm từ năm 2000 đến năm 2011. Trong các hình ảnh vệ tinh màu giả tạo thành video, sa mạc trần trụi, đất phủ thực vật có màu đỏ, nước đen và đô thị khu vực là bạc.Trung tâm Sharjah-Dubai-Ajman về đêm.Cồn cát nhuốm màu đỏ của oxit sắt trong các sa mạc phía Đông Dubai.

Dubai nằm trên bờ biển vịnh Ba Tư của UAE và gần mực nước biển (độ cao 16 m so vơi mực nước biển). Tiểu vương quốc Dubai giáp ranh biên giới với Abu Dhabi ở phía Nam, Đông Bắc giáp Sharjah và Đông Nam giáp Vương quốc Hồi giáo Oman. Hatta, một phần nhỏ tách ra từ Dubai, được bao bọc ba phía bởi Oman và tiểu vương quốc Ajman (ở phía Tây) và Ras Al Khaimah (ở phía bắc). Vùng Vịnh Ba Tư giáp bờ biển phía Tây của Dubai. Dubai nằm ở 25°16′11″B 55°18′34″Đ / 25,26972°B 55,30944°Đ / 25.26972; 55.30944 và có diện tích 4.114 km², là kết quả của sự mở rộng đáng kể từ 3.900 km2 ban đầu do quá trình cải tạo đất từ biển.[cần dẫn nguồn]

Dubai nằm ngay trong sa mạc Ả Rập. Tuy nhiên, địa hình của Dubai đặc biệt khác với các khu vực phía nam của UAE do cảnh quan của Dubai nổi bật với loại hình sa mạc cát, trong khi phía Nam của Dubai thì chủ yếu là sa mạc sỏi đá.[59] Cát chứa nhiều san hô và vỏ nghiền nát rất đẹp, sạch và trắng. Phía Đông thành phố, những cánh đồng muối ven biển, được gọi là sabkha, đã được thay thế bằng những cồn cát chạy dài theo hướng Bắc-Nam. Xa hơn về phía Đông, các cồn cát lan rộng hơn và nhuốm màu đỏ của sắt oxit.[47]

Các sa mạc cát phẳng hướng về phía núi Tây Hajar, chạy dọc theo biên giới của Dubai với Oman ở Hatta. Dãy Tây Hajar có cảnh quan khô cằn, lởm chởm và đứt quãng, ở một số nơi có dãy núi tăng lên đến khoảng 1.300 m. Dubai không có hệ thống sông tự nhiên hay ốc đảo, tuy nhiên, có một cái lạch tự nhiên gọi là Dubai Creek, đã được nạo vét để tạo đủ độ sâu cho tàu lớn đi qua. Dubai cũng có nhiều hẻm núi và hố lõm đánh dấu sự hiện diện của núi Tây Al Hajar. Một vùng biển rộng lớn tạo bởi những cồn cát phủ lên phần lớn lãnh thổ miền nam Dubai, dẫn thẳng đến sa mạc The Empty Quarter. Dubai đang ở trong một khu vực rất ổn định, đường nứt địa chấn gần nhất là Zagros cách 200 km từ UAE và dường như không gây tác động địa chấn nào cho Dubai.[60] Các chuyên gia cũng dự đoán rằng khả năng sóng thần xảy ra trong khu vực này là cực kì thấp vì nước ở vùng vịnh Ba Tư không đủ sâu để tạo nên một đợt sóng thần.[60]

Khung cảnh nhánh sông Dubai từ bến cảng

Các sa mạc cát bao quanh thành phố mọc lên các loại cỏ hoang và cây chà là. Lục bình sa mạc phát triển trong vùng đồng bằng sabkha phía Đông thành phố, còn cây keo và cây ghaf phát triển ở vùng đồng bằng gần núi Tây Al Hajar. Một số cây bản địa như chà là và sầu đâu, cây nhập khẩu như bạch đàn phát triển trong các khu tự nhiên của Dubai. Loài chim ô tác houbaraa, linh cẩu vằn, giống mèo rừng Bắc Phi, cáo sa mạc, chim ưng và linh dương sừng thẳng Ả Rập có nhiều trong sa mạc ở Dubai. Dubai nằm trên đường di cư giữa châu Âu, châu Á và châu Phi. Vào mùa xuân và mùa thu, có hơn 320 loài chim di cư đi qua Dubai. Các vùng biển của Dubai là ngôi nhà của hơn 300 loài cá, bao gồm cá mú. Tuy nhiên, do bị đánh bắt quá mức vì giá trì dinh dưỡng cao, cá mú đang có nguy cơ biến mất ở Dubai.[61] Các sinh vật biển điển hình ngoài khơi bờ biển Dubai bao gồm các loài cá nhiệt đới, sứa, san hô, cá cúi, cá heo, cá voi và cá mập. Các loại rùa cũng có thể tìm thấy trong khu vực, bao gồm đồi mồi (rùa biển) và đồi mồi dứa - được liệt vào danh sách các loài đang có nguy cơ bị đe dọa.[62][63]

Nhánh sông Dubai hay lạch Dubai chạy phía Đông Bắc-Tây Nam qua thành phố. Phần phía đông của thành phố là các vùng trên địa bàn Deira. Hai bên thành phố là tiểu vương quốc Sharjah ở phía Đông và trị trấn Al Aweer ở phía Nam. Sân bay quốc tế Dubai nằm ở phía Nam Deira, trong khi quần đảo nhân tạo Palm Deira nằm ở phía bắc của Deira ở Vịnh Ba Tư. Phần lớn sự bùng nổ bất động sản của Dubai tập trung về phía tây của lạch Dubai, trên vành đai ven biển Jumeirah. Cảng Rashid, thị trấn cảng Jebel Ali, khách sạn Burj Al Arab, quần đảo nhân tạo Palm Jumeirah và cá khu tự do như vịnh Business đều nằm trong vùng này.[64] Dubai đáng chú ý với các quần đảo nhân tạo gồm Quần đảo Cây Cọ và Quần đảo Thế giới.