Wołomin położony jest na Równinie Wołomińskiej, która jest częścią Niziny Mazowieckiej. Przez miasto przepływa rzeka Czarna, która swój bieg kończy w Kanale Żerańskim (Królewskim). Gmina Wołomin graniczy z następującymi gminami: Kobyłka, Radzymin, Klembów, Poświętne oraz Zielonka. Przez miasto przebiegają drogi wojewódzkie nr 634 (Lotnisko Chopina – Ząbki – Zielonka – Wołomin – Wólka Kozłowska), nr 635 (Wołomin – Radzymin) oraz nr 628 (odcinek droga 634 – stacja kolejowa). Przez miasto przebiega również międzynarodowa linia kolejowa E75 Warszawa – Sankt Petersburg (linia kolejowa nr 6 Zielonka – Kuźnica Białostocka) z dwiema stacjami w Wołominie: Wołomin i Wołomin Słoneczna