Місто розташоване на східному схилі Уральських гір, за 20-25 км від умовної межі Європи та Азії на висоті 200 м над рівнем моря. Площа Нижнього Тагілу становить 4106 км² (з 1 квітня2008 року, після приєднання до міського округу 22 населених пункти, що проголосували на референдумі за приєднання, колишня площа міста 298 км²).
Клімат території Нижнього Тагілу — різко-континентальний із суворою зимою і коротким літом. Середньорічна температура повітря в Нижньому Тагілі −0,3 ° С, абсолютний максимум +37 ° С, абсолютний мінімум −49 ° С.
За природними умовами Приміський район можна розділити на дві зони: західну — гірсько-лісову та лісо-лукову — східну. На заході від міста проходить головний Вододільний Уральський хребет з окремими височинами і гірськими кряжами, прямуючими з півночі на південь. Середня висота гір 400—500 метрів, і лише деякі вершини піднімаються вище 700 м — гора Біла (711 м), Старик-Камінь (753 м), Широка (761 м). Круті, уривисті кам'яні вершини — «шихани», увінчані скелями — «останцями», створюють неповторний краєвид Середнього Уралу. Прямо в межах міста розташовані гори Довга, Голий камінь. На схід від міста рельєф поступово вирівнюється і переходить в Західно-Сибірську низовину.
Головна річка — Тагіл з численними притоками впадає в річку Туру Об-Іртишського басейну. Тагільський став простягнувся на 16 км, найбільша ширина 1,5 км, глибина до 12 метрів. Крім Тагіла, у межах міста протікає 13 річок: Вия, Баранча, Велика Кушва, Мала Кушва, Леба, Іса, Ольховка, Ватіха, Лебяжка, Єжовка, Гальянка, Чорна Катабка, Рудянка.
8 (19 жовтня) 1722 року вважається датою заснування Нижнього Тагіла, коли на військовому заводі була отримана перша продукція — чавун. Завод заснований династією Демидових, яким до революції належали Тагільські заводи. У цей час світову популярність набуває тагільський метал, позначений штемпелем «Старий соболь». Вперше у світі на заводах міста стали використовувати електрику. Наразі в місті знаходиться єдиний у світі завод-музей.
Статус міста Нижній Тагіл отримав 20 серпня1919 року постановою Єкатеринбурзького військово-революційного комітету.
1926 року у місті працювали 5 клубів і 8 бібліотек, з'явився перший радіовузол. У 1930 році тут мешкало 42 000 осіб, його житловий фонд ледве перевищував 220 тис. м², 94 % будинків були дерев'яними, 85 % — одноповерховими. У місті нараховувалося 19 початкових шкіл, 2 технікуми, робфак, 2 кінотеатри, 2 лікарні із загальною кількістю ліжок 126. 1932 року розпочато будівництво перших цехів Уральського вагонобудівного заводу. За 4 роки, у жовтні 1936 року, з його конвеєра зійшов перший вантажний вагон. 1937 року пішов перший трамвай. 1939 року відкритий учительський інститут — перший вищий навчальний заклад міста.
У роки Другої світової війни у місто було евакуйовано багато підприємств з України, серед них флагман Української металургії — Криворіжсталь. Це стало вирішальною крапкою в розвитку міста. У роки війни місто випустило 30 тисяч танків «Т-34». Зараз місто дає 7 % чавуну і 6 % сталі та прокату Росії. У місті випускається танк «Т-90» («Уралвагонзавод»).
Населення
Місто займає друге місце за чисельністю населення в Свердловській області.
Обсяг відвантажених товарів власного виробництва, в обробних виробництвах за 2007 становив 131,8 млрд руб. За цим показником Нижній Тагіл займає перше місце в Свердловській області, випереджаючи навіть Єкатеринбург[3].
Маршрутне таксі Нижнього Тагілу (бл. 65 маршрутів);
Таксі (декілька міських служб таксі).
Аеропорт
На схід від Нижнього Тагілу в селі Покровському знаходиться колишній військовий аеропорт «Салком». Через нестачу фінансування будівництво цивільного аеропорту в цьому місці тимчасово відкладено.
Адміністративний поділ
Ленінський район (Центр, Вия, старателі, Стара Гальянка, Голий Камінь)
Тагілстроєвський район (Тагілстрой, Гальянка, Красний Камінь)
Дзержинський район (Вагонка)
Приміський район (наразі Горноуральський міський округ, введений до складу МУ «місто Нижній Тагіл»)