Espoo liegt in der südfinnischen Landschaft Uusimaa an der Küste des Finnischen Meerbusens westlich der Hauptstadt Helsinki. Weitere Nachbarstädte und -gemeinden sind Kirkkonummi im Westen, Vihti im Nordwesten, Nurmijärvi im Norden, Vantaa im Nordosten und das gänzlich vom Stadtgebiet Espoos umschlossene Kauniainen.