Tarnowskie Góry leżą w środkowo-południowej części powiatu tarnogórskiego. Przez miasto przepływa m.in. Stoła (przez dzielnice Lasowice, Sowice i Strzybnicę), Drama (przez Repty Śląskie) i struga Pniowiec (przez dzielnicę Pniowiec). Miasto leży na skraju Niziny i Wyżyny Śląskiej. Tarnowskie Góry są głównym miastem Garbu Tarnogórskiego.