Город Новочебоксарск со всем комплексом промышленных предприятий располагается в правобережье реки Волги, в пределах междуречья рек Цивиль и Кукшум. Русло последнего ограничивает территорию с запада и с юга, северной границей служит река Волга, а восточной река Цивиль. Площадь территории города - 51,4 квадратных километров.
Новочебоксарск имеет выгодное географического положение, расположен в 14 км. от столицы Чувашской Республики - г.Чебоксары. В окрестностях города имеются значительные месторождения кирпичного и керамзитового сырья, песков строительных, торфа, что благоприятствует развитию промышленности строительных материалов.
Климат города умеренно-континентальный со всеми присущими ему особенностями: умеренно-жарким летом и холодной зимой с неустойчивой погодой, с частыми осадками в виде дождей и снега, туманами и солнечными днями. Летом температура в среднем достигает 25-35 градусов, зимой – 20 -25 градусов. Однако. С каждым годом зима становится мягче, тепло в основном несут южные и юго-западные ветры, дожди и холода – северные и северо-западные циклоны.
Рельеф представляет собой волнистую, местами, всхолмленную равнину, расчлененную долинами рек Кукшум, ручьями и многочисленными оврагами. В районе города развиты экзогенные геологические процессы: оврагообразование, оползневые процессы, заболачивание, затопление пониженных участков.
Город имеет благоприятное транспортное расположение. Широтная общегородская магистраль, соединяющая г. Новочебоксарск с г.Чебоксары выходит на федеральную автодорогу «Вятка», которая соединяет Чувашию с республикой Марий-Эл. По этой же автомобильной дороге осуществляется кратчайший выезд из г. Новочебоксарска на другие федеральные автодороги: «Волга» и Цивильск - Ульяновск. Транспортное сообщение с соседним Марпосадским районом осуществляется по основной республиканской автодороге Новочебоксарск – Марпосад – «Волга».
Ближайшие железнодорожные станции Горьковского Управления железных дорог – ст. Чебоксары и ст. Канаш. Железнодорожный подъезд от промышленной зоны г.Новочебоксарска примыкает к линии Канаш–Чебоксары. В промзоне размещаются ст. Промышленная и ст. Пассажирская, к которым примыкают подъездные пути предприятий города. Железнодорожные подъезды к причальным стенкам предприятий, расположенных вдоль Куйбышевского водохранилища отсутствуют.
Речное сообщение по реке Волга и водохранилищам осуществляется Чебоксарским речным портом в границах Ильинка-Козловка. Организовано пригородное, внутригородское и междугороднее пассажирское сообщение. Грузовой район Новочебоксарского порта с причальными стенками длиной 208 метров расположен в 3 км ниже Чебоксарской ГЭС. Основные грузы, прибывающие водным транспортом – инертные стройматериалы, песок, щебень, гравий для дорожных и строительных работ не только Чувашской Республики, но и других соседних областей.