Grad Barselona, bez periferije, se prostire na povrsini od 100,39 km² i broji 1.578.546 stanovnika (popis stanovnistva iz 2004 godine). Cela provincija Barselone ima oko 5.117.000 stanovnika. Gustina naseljenosti je 15.724,14 stanovnika po km². Nalazi se oko 160 km juzno od planinskog pojasa Pirineja i granice sa Francuskom. Udaljenost od Madrida, glavnog grada Spanije, je oko 500 km. Grad je omeden dvema rekama koje se ulivaju u Mediteransko more. Na severu je to reka Besos Besòs, a na jugu Ljobregat LLobregat.

 Klima je mediteranska sa dugim i zarkim, suncanim i veoma vlaznim letima i blagim zimama. Bez sneznih padavina i ca temperaturom koja zimi skoro nikada ne pada ispod nule, a koja se leti, narocito krajem jula meseca i u avgustu, krece izmedu trideset i cetrdeset stepeni Celzijusa. U centru grada se pod uticajem ljudskog faktora formirala mikroklima, tako da su unutar centra leti velike vrucine, a zimi je toplije nego u ostalim delovima grada.

 Grad Barselona sacinjavaju deset opstina. Svaka opstina je politicki entitet sa vlastitim nadleznostima, cime se gradska vlast decentralizuje i priblizava gradanima. Teritorijalna podela je vezana za istorijske transformacije grada. Vecina gradskih opstina su nastale od starih zasebnih opstina i cetvrti sa posebnim identitetom, koje su tokom XIX i XX veka pripojene gradu Barseloni. Mnogi od starosedelaca grada i danas identifikuju Barselonu samo opstinom Siutat Velja Ciutat Vella (Stari Grad).