Phœnix est située dans la vallée de Salt River, dite « Vallée du Soleil », dans le centre de l’Arizona, au nord du désert de Sonoran. L’agglomération s’étend sur les montagnes de Phœnix et les Montagnes du Sud. Elle est située entre les Montagnes McDowell au nord-est, Whit tank à l’ouest, Superstition à l’est et Sierre Estrella au sud-ouest.
