Городской округ "Город Южно-Сахалинск" расположен в юго-восточной части острова Сахалин, в 25 км от Охотского моря. Муниципальное образование - крупнейший транспортный узел острова.
Городской округ имеет прямые сухопутные транспортные связи со всеми крупными городами Сахалинской области, кроме Курильских островов. По территории муниципалитета проходят автомобильные дороги федерального, регионального и местного значения.
Сообщение городского округа с муниципальными образованиями Сахалинской области осуществляется также воздушным транспортом. Воздушное сообщение по внутриобластным, а также межрегиональным и международным направлениям осуществляется через международный аэропорт, расположенный в планировочном районе Хомутово города Южно-Сахалинска.
По территории муниципального образования проходит участок Дальневосточной железной дороги Корсаков - Южно-Сахалинск - Ноглики, на котором расположены 9 железнодорожных станций и 7 остановочных железнодорожных пунктов. Город Южно-Сахалинск имеет железнодорожную связь со следующими городами: Корсаков, Холмск, Поронайск, Ноглики и др.
Через паромную переправу Холмск - Ванино городской округ имеет выход на материковую часть.
Согласно Уставу городского округа "Город Южно-Сахалинск", принятому решением городского Собрания города Южно-Сахалинска от 22.02.2006 N 180/13-06-3, в границах городского округа расположены следующие населенные пункты: город Южно-Сахалинск, село Березняки, село Елочки, село Ключи, село Новодеревенское, село Санаторное, село Синегорск, село Старорусское, село 17-й километр, село Дальнее, село Новая Деревня.
Процесс урбанизации, рост многоквартирного жилищного строительства в последние годы способствовали разрастанию территории города Южно-Сахалинска. Ряд сельских населенных пунктов, значащихся в соответствии с нормативными правовыми актами отдельными административно-территориальными единицами, фактически стали жилыми районами города Южно-Сахалинска. Это территории бывших сельских населенных пунктов: сел Елочки, Новая Деревня. Также фактически вошла в состав города Южно-Сахалинска и часть территории села Дальнее. Согласно сведениям о границах населенных пунктов, содержащихся в Едином государственном реестре недвижимости, села 17-й километр, Новодеревенское, Новая Деревня и Елочки упразднены.
Город Южно-Сахалинск выполняет одновременно несколько функций - является административным центром Сахалинской области, административным центром городского округа "Город Южно-Сахалинск", общественным центром I ранга региональной системы расселения и центром Южно-Сахалинской агломерации. Согласно схеме территориального планирования Сахалинской области, утвержденной постановлением Правительства Сахалинской области от 27.07.2012 N 377, Южно-Сахалинская агломерация имеет 2 пояса. К 1-му поясу относятся следующие крупные населенные пункты, окружающие город Южно-Сахалинск: города Корсаков, Анива, Долинск, села Синегорск, Дальнее, Березняки (городской округ), село Троицкое (Анивский муниципальный район), село Сокол (Долинский муниципальный район), село Соловьевка (Корсаковский муниципальный район). Ко 2-му поясу агломерации отнесены такие важные центры, как города Холмск и Невельск, тесно связанные с областным центром маятниковой трудовой миграцией и активными экономическими связями.
Множественность статусов определяют роль города как центра предоставления государственных услуг, места размещения объектов социальной инфраструктуры регионального значения. Наличие активных связей между городом Южно-Сахалинском и населенными пунктами в пределах 60-минутной транспортной доступности накладывают дополнительные условия при проектировании сети объектов социальной инфраструктуры в муниципальном образовании.