Міський округ Тольятті розташований у унікальному районі Росії, приблизно за 1 000 кілометрів на південний схід від столиці країни Москви. Це друге за величиною та значимістю місто в Самарській області.
Тольятті розташований за 95 км на північний захід від Самари на лівому березі Волги. З півдня до міста підступає Жигулівське море (Куйбишевське водосховище), підперезане Жигулівськими горами та Самарською Лукою, з півночі – Сусканські та Василівські озера. Місто розділене на три райони — Центральний, Комсомольський та Автозаводський.
За чисельністю населення Тольятті займає 18-е місце у Росії. В етнічному складі переважають росіяни (83,2%), мешкають татари (3,8%), українці (2,8%), мордва (2,0%), чуваші (1,8%), інші національності становлять у сумі 6,4% (2002).
Ближче всього до Тольятті на карті розташовані міста (у дужках вказано автомобільний маршрут у км): Жигулівськ (23), Самара (89), Сизрань (107), Димитровград (108), Новокуйбишевськ (116), Чапаєвськ (137), Відрадний (147), Ульяновськ (196), Бугуруслан (231), Кузнецьк (235), Балаково (252), Москва (990).