乌兰巴托位于蒙古高原中部肯特山主脉南端的图拉河上游河谷地带，地处北纬48度23分32秒，东经107度17分58秒，海拔1350米，面积：47.04万公顷，南北群山连绵，东西是广阔的草原，与中央省、肯特省、色楞格省的10多个苏木相连。图拉河从乌兰巴托市南面的博格多山脚由东向西缓流。色勒博河曲北向南将乌兰巴托市分为河东、河西两部分。

    乌兰巴托是全国的交通运输中心，以铁路、公路为主，空运为辅构成了四通八达的交通网。北京—莫斯科铁路干线经过该市，贯穿全蒙南北。乌兰巴托市布杨特乌哈国际机场是全国最大的也是唯一国际航空港，位于该市西南14公里处，有定期航班通往北京、莫斯科、伊尔库茨克、汉城、大阪、法兰克福、伊斯坦布尔等地，也有通往全国各省会的航班。