Dubai è situata sulla costa del Golfo Persico degli Emirati Arabi Uniti, approssimativamente sul livello del mare. L'emirato di Dubai confina con Abu Dhabi a sud, Sharjah nel nord-est e con il golfo Persico lungo tutta la sua costa occidentale. Hatta, un'exclave minore di Dubai, è circondata da tre lati dall'Oman, mentre confina con gli emirati di Ajman a ovest e di Ras al-Khaima a nord. Dubai si estende su una superficie di 4.114 km2, che costituisce un notevole ampliamento oltre la sua iniziale superficie di 3.900 km2 prima degli interventi di bonifica.
Dubai si trova all'interno del deserto Arabico, tuttavia la topografia di Dubai è significativamente differente da quello della parte meridionale degli Emirati Arabi Uniti in quanto buona parte del paesaggio di Dubai è caratterizzato da dune sabbiose, mentre i deserti rocciosi caratterizzano tipicamente la parte meridionale del paese[2].
La sabbia è costituita da coralli e conchiglie fratturati ed è fine, pulita e bianca. A est della città, le pianure costiere ricoperte dal sale, conosciute come sabkha, cedono il passo alle dune di sabbia. Più a est ancora, le dune diventano di dimensioni maggiori e a causa dell'ossido di ferro si tingono di una tonalità rossastra[3]. Il deserto pianeggiante lascia poi il posto alle Hajjar Mountains occidentali caratterizzate da un profilo frastagliato con vette che arrivano ai 1.300 metri, che costeggiano il confine di Dubai tra l'Oman e Hatta.