Nuuk est implantée sur une péninsule montagneuse à l'embouchure du fjord du même nom, à environ 10 km de la mer du Labrador sur la côte sud-ouest du Groenland, et à environ 240 km au sud du cercle polaire arctique. Elle se situe dans la municipalité de Sermersooq dont elle en est le chef-lieu. Sa superficie d'environ 690 km² en fait la plus vaste ville du monde. La nature des paysages y est de type montagnard. La montagne Sermitsiaq domine la ville et peut être vue depuis de nombreux endroit de la capitale. Les habitations sont toutes assez semblables dans la structure. Toutes les maisons sont de couleur vive, ce qui dénote avec la blancheur du paysage.