Rio de Janeiro nằm trên một dãi dọc theo bờ biển Đại Tây Dương của Brasil, gần chí tuyến nam, nơi có bờ biển chạy theo hướng đông-tây. Hướng phần lớn về phía nam, thành phố được thành lập trên một eo biển thuộc vịnh Guanabara (Baía de Guanabara), và lới vào của eo biển này được đánh dấu bởi một điểm trên đất liền được gọi là "Pão de Açúcar" – "calling card" của thành phố.[6]

Trung tâm (Centro) của Rio nằm trên các đồng bằng của bờ biển phía tây vịnh Guanabara. Phần lớn hơn của thành phố thường được gọi là vùng phía Bắc kéo dài về hướng bắc trên các đồng bằng được cấu tạo bởi trầm tích biển và lục địa và trên các quả đồi cũng như các núi đá. Phần phía nam của thành phố kéo dài đến các bờ biển nô ra vùng biển mở, bị các núi ven biển chia cắt với phần trung tâm và phía bắc. Các núi và đồi này là những nhánh của Serra do Mar kép dài về phía tây nam, một dãi núi cấu tạo bởi gneiss-granite cổ tạo thành các sườn phía nam của cao nguyên Brazil. Vùng phía tây rộng lớn kéo dài bị phân cắt bởi các địa hình núi, đã được nối liền bởi các đường bộ và đường hầm mới vào cuối thế kỷ XX.[7]

Dân số của thành phố Rio de Janeiro định cư trên một khu vực có diện tích 1182,3 km2,[8] vào khoảng 6.000.000.[9] Dân số của vùng đại đô thị này vào khoảng 11–13.5 triệu. Thành phố này từng là thủ đô của Brazil cho đến năm 1960, khi Brasilia được chọn làm thủ đô.

Cư dân của thành phố được biết đến như là cariocas. Ca khúc chính thức của Rio là "Cidade Maravilhosa" của nhà soạn nhạc André Filho.