Berlin ligger på den nordtyske sletten ved elvene Spree og Havel.
I Berlin er 18 % eller 29 hektar skog og 5500 hektar av arealet er park. Grunewald ligger i vest med en rekke av sjøer; Grunewaldseenkette. Großer Wannsee ligger i Steglitz-Zehlendorf; 260 hektar. Müggelsee og Müggelberge ligger i sydøst.
Großer Tiergarten er eldste og største park; fra Bahnhof Zoo til Brandenburger Tor. Treptower Park ligger i sydøst ved elven Spree. I sydvest ligger Botanischer Garten Berlin, som er den tredje største botaniske have i verden med verdens største veksthus. Zoologischer Garten Berlin ligger i Tiergarten og er den zoologiske have med flest arter i verden. Tierpark Berlin er Europas største landskapsdyrepark. I sydlige Berlin ligger Britzer Garten.
Elva Spree kommer inn fra Brandenburg sørøst i byen, i bydelen Treptow-Köpenick. Den fortsetter mot byens geografiske og historiske sentrum Mitte og tar opp i seg sideelvene Dahme, Neuenhagener Mühlenfließ, Wuhle og Panke. Elven fortsetter mot vest og munner ut i Havel i bydelen Spandau.
Elva Havel renner gjennom byens vestlige områder fra nord mot sør. Etter å ha passert grensen mot Brandenburg tar Havel etterhvert en nordlig retning og munner ut i Elben i Sachsen-Anhalt.
Området har temperert klima.