Улан-Удэ расположен в Западном Забайкалье, в 100 км восточнее озера Байкал, в Иволгино-Удинской межгорной впадине, на обоих берегах реки Селенги, при впадении в неё реки Уды.
Впадина представляет собой обширное понижение, вытянутое с юго-запада
на северо-восток, и ограниченное с северо-запада хребтами Хамар-Дабана, с севера — хребтом Улан-Бургасы, с юго-востока — хребтом Цаган-Дабан
Отроги Хамар-Дабана в пригородной зелёной зоне достигают абсолютной
высоты 1114 м и находятся выше ложа долины реки Селенги на 500—700 м.
Отроги хребта Улан-Бургасы имеют средние высоты в 800—1000 м. Наибольшая
высота северных отрогов Цаган-Дабана, примыкающих непосредственно к
городу, составляет 813 м, что на 310 м выше уровня долины реки Уды.
Высотные отметки на территории города колеблются в пределах 500—800 м.
Улан-Удэ входит в одну из двенадцати пар городов-антиподов в мире (англ.)русск. — его антиподом является чилийский город Пуэрто-Наталес.
Почвы
Разнообразие форм рельефа создаёт значительную пестроту почвенного покрова в Улан-Удэ. В нагорной части города преобладают дерново-лесные и супесчаные почвы; низинные места поймы рек Селенги и Уды заняты аллювиальными луговыми почвами лёгкого механического состава[9]. В пониженных местах поймы встречаются небольшие участки болотных и лугово-болотных почв. Лесостепным и степным ландшафтам, где находятся восточная часть города, на левом берегу Селенги, а также правобережье Уды, район посёлка Загорск, свойственны каштановые, солонцеватые почвы