佐世保市在日本长崎县的北部、九州地区的西北端，主要的市区范围位于从北松浦半岛的根部至半岛中南部。位于长崎市西北方偏北约50公里、从福冈市往西南约100公里。市区西侧的西南部至南部地区临海，市区东侧是和佐贺县交会的县界。北松浦半岛中央部分广阔的山脉地形延伸至市中心附近，因此有许多斜坡的街道。中西部的相浦地区和南部的早岐地区也都有较密集的市区。以日本的造船和国防工业之城为人所知，设有驻日美军的佐世保美国海军基地，也是九州最大的主题乐园“豪斯登堡”所在地，因此也是著名的观光都市。