Городской округ Мытищи расположен на северо-востоке Московской области. Граничит с Москвой, городскими округами Королёв, Долгопрудный, Химки, Балашиха, Дмитровским и Пушкинским районами области. На территории расположены пять водохранилищ, протекают реки Яуза и Уча, проходят две автотрассы федерального значения - Ярославское и Дмитровское шоссе, а также Осташковское и Алтуфьевское шоссе и железнодорожные магистрали северного и восточного направлений. К границам округа примыкает Московская кольцевая автодорога. В непосредственной близости расположен аэропорт Шереметьево. Округ является одним из крупнейших муниципальных образований Подмосковья.