Quận Hoàng Mai nằm ở phía đông nam nội thành thành phố Hà Nội, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp huyện Gia Lâm với ranh giới là sông Hồng
• Phía đông bắc giáp quận Long Biên với ranh giới là sông Hồng
• Phía tây và phía nam giáp huyện Thanh Trì với ranh giới là sông Tô Lịch
• Phía bắc giáp quận Hai Bà Trưng
• Phía tây bắc giáp quận Thanh Xuân với ranh giới là đường Giải Phóng.

Quận Hoàng Mai có diện tích tự nhiên là 4.104,1ha (41 km²), dân số là 365.759 người. 8% dân số theo đạo Thiên Chúa.

Quận Hoàng Mai có đường giao thông thuỷ trên sông Hồng. Quận có các đường giao thông quan trọng đi qua gồm: Quốc lộ 1A, đường vành đai 2,5, đường vành đai 3, đường cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ, cầu Thanh Trì.