天然の良港を活かし、鉄鋼業を中心に、造船、石炭の積み出し、石油精製などで発展した、北海道を代表する重化学工業都市である。新日本製鐵や日本製鋼所の企業城下町で、よく「鉄のまち室蘭」と称されてきた。胆振総合振興局の所在地である。人口や経済規模では苫小牧市に次ぎ管内2位。室蘭の名前の由来は、アイヌ語のモ・ルエラニ「小さな坂道の下りたところ」の意による。明治期の呼称はモルラン。

面積が狭いため、2006年（平成18年）8月1日現在、人口密度は1,225.82人/km²で、北海道では札幌市の1,666.51人/km²に次いで2番目に高い。かつては20万近くを有する都市であり、人口密度も北海道で最も高かったが、基幹産業ともいうべき新日本製鐵や日本製鋼所等での大規模な合理化のほか、登別市や伊達市など地価の安い周辺都市[1]や、より札幌や新千歳空港に近く平地の多い苫小牧市での大規模開発などに押され、人口は1970年代後半以降減少が続いた。1980年（昭和55年）には苫小牧市に抜かれ、2005年（平成17年）の国勢調査では58年ぶりに10万人を下回った。

太平洋と内浦湾（噴火湾）の境に突き出した絵鞆半島を中心に市域が広がっており、三方を海に囲まれた地形。南端のチキウ岬（地球岬）からは広く水平線を臨むことができる。絵鞆半島に抱き込まれた形の室蘭港は天然の良港をなす。半島付け根の砂州と室蘭港に面した埋立地に平地があるが、市域の大部分は山がちであり、市街地の多くは沢に沿って形成されている。

気候は、地形状の特性から著しい海洋性の気候であり、北海道でも最も温暖な部類に属する。1月の平均気温が-2.2℃と、より南に位置する函館よりも高く、1月の最低気温平均値は-4.4℃と長野市とほぼ同じである。このため、ケッペンの気候区分では西岸海洋性気候に分類されることもある。しかし、室蘭地方気象台（山手町2丁目）は絵鞆半島の先端部の海まで数百メートルという場所に位置し、風が強く気温が非常に下がりにくい場所であり、最低気温の極値でさえ-13.4度にしかならない。また、風が強いため雪も積もりにくい。そのため、現在の室蘭市の中心地である東室蘭駅周辺の気候とは多少異なることがある。むしろ、絵鞆半島以外の地域は登別市や伊達市の気候に近い。