佐世保市在日本長崎縣的北部、九州地區的西北端，主要的市區范圍位于從北松浦半島的根部至半島中南部。位于長崎市西北方偏北約50公里、從福岡市往西南約100公里。市區西側的西南部至南部地區臨海，市區東側是和佐賀縣交會的縣界。北松浦半島中央部分廣闊的山脈地形延伸至市中心附近，因此有許多斜坡的街道。中西部的相浦地區和南部的早岐地區也都有較密集的市區。以日本的造船和國防工業之城為人所知，設有駐日美軍的佐世保美國海軍基地，也是九州最大的主題樂園“豪斯登堡”所在地，因此也是著名的觀光都市。