Oslo este situat în capul fiordului Oslo. Fiordul se află în sudul orașului. În partea opusă se află dealuri și munți. Există 40 de insule pe terioriul orașului, cea mai mare fiind Malmøya (0,56 km²). Oslo are 343 de lacuri, cel mai mare fiind Maridalsvannet (3,91 km²). Acesta este și sursa cea mai importantă de apă.

Iarna este lungă și relativ rece. Temperaturi sub 0 °C pot fi întâlnite din septembrie până în mai, cu ianuarie drept cea mai friguroasă lună, cu temperatura medie de -4.3 °C. Cea ma joasă temperatură înregistrată la Oslo a fost -27,1 °C în ianuarie 1942. Nivelul mediu de precipitații este de 763 mm pe an, iernile fiind ceva mai uscate decît verile.