दुबई संयुक्त अरब अमीरात के फारस की खाड़ी के तट पर स्थित है और मोटे तौर पर समुद्र स्तर (ऊपर) है। दुबई के अमीरात दक्षिण में अबु धाबी के साथ, पूर्वोत्तर में शारजाह के साथ और दक्षिण पूर्व में ओमान सल्तनत के साथ सीमा बाँटता हैं . हट्टा, अमीरात की एक छोटी सी भूमि है जो तीन तरफ से ओमान और अजमान के अमीरात (पश्चिम में) और रास अल खैमाह (उत्तर में) द्वारा घिरी हुई है। फारस की खाड़ी की सीमाएं अमीरात के पश्चिमी तट से जुड़ी है। दुबई की स्तिथि है और 4,114 किमी ² (1,588 मील ²) के क्षेत्र में विस्तृत है, यह अपने आरंभिक 1,500 मील के क्षेत्र से परे है जो समुद्र से उद्धार के कारण हुआ हैं . 

दुबई अरेबियन रेगिस्तान के भीतर है। लेकिन दुबई की स्थलाकृति संयुक्त अरब अमीरात के दक्षिणी भाग से काफी अलग है, दुबई के परिदृश्य की विशिष्टता रेतीले रेगिस्तान के रूप में है, जबकि दक्षिणी क्षेत्र में बजरी रेगिस्तान की अधिकता है। रेत में मुख्यतः टूटी हुई सीप और प्रवाल हैं और यह अच्छी, साफ और सफेद है। शहर का पूर्व जो नमक की परत का तटीय मैदान है जिसे "सब्खा" (sabkha) के नाम से जाना जाता है, एक उत्तर- दक्षिणी रेतीय रेखा को रास्ता देता है। दूर पूर्व की ओर, रेतीय टीले बड़े हो गए और लोहे के आक्साइड से लाल हो गए . 

सपाट रेतीला रेगिस्तान पश्चिमी हज़र पर्वत को रास्ता देता है, जो हट्टा पर दुबई ओमान की सीमा के साथ चलता है। पश्चिमी हज़ार श्रृंखला का एक शुष्क, कटीला और उजड़ा परिदृश्य है, जिसके पहाड़ कुछ स्थानों पर लगभग 1,300 मीटर तक ऊँचे है। दुबई में कोई प्राकृतिक नदी या मरू उद्यान नहीं है, तथापि, दुबई में एक प्राकृतिक प्रवेश है, दुबई की खाड़ी, जिसको जाल से बाँध कर गहरा कर बड़े जहाजों के जाने के योग्य बना दिया गया है। दुबई में कई पहाड़ों के बीच संकरें पथ और जलछिद्र भी है जिनका आधार पश्चिमी अल हज़र पहाड़ियां है। रेतीय टीलों का एक विशाल समुद्र दक्षिणी दुबई में फैला है जो अंततः एक द एम्प्टी क्वार्टर (The Empty Quarter) रेगिस्तान को जाता है। भूकंप के हिसाब से, दुबई एक बहुत ही स्थिर क्षेत्र है - सबसे पास की भूकंपीय रेखा, ज़ार्गोस फॉल्ट (Zargos fault) संयुक्त अरब अमीरात से 120 किमी दूर है और इसकी दुबई पर कोई भूकंप प्रभाव की संभावना नहीं है। विशेषज्ञों का यह भी अनुमान है कि इस क्षेत्र में सुनामी की संभावना बहुत कम है क्योंकि फारस की खाड़ी के पानी की गहराई एक सुनामी को शुरू करने के लिए काफी कम है। 

शहर के आसपास के रेतीले रेगिस्तान जंगली घास और कभी कभी खजूर को सहारा देते है। रेगिस्तानी फूल "सब्खा" मैदानों में शहर के पूर्वी इलाकों में उगते है जबकि बबूल और खेजड़ी के पेड़ पश्चिमी अल हज़र पहाड़ियों के निकट सपाट मैदानों में होते हैं . कई देशी पेड़ जैसे खजूर और नीम और कई आयातित पेड़ जैसे सफेदा दुबई के प्राकृतिक पार्क में उगाए जाते है। हौबरा तुगदर, धारीदार लकड़बग्घा, स्याहगोश, रेगिस्तानी लोमड़ी, बाज़ और अरबी ओरिक्स जैसे जानवर दुबई के रेगिस्तान में आम है। दुबई यूरोप, एशिया और अफ्रीका के बीच प्रवास के रास्ते पर है और 320 से अधिक प्रवासी पक्षी प्रजातियाँ बसंत और पतझड़ में अमीरात से होकर गुजरती हैं . दुबई के जल में हैमौर सहित मछलियों की 300 से अधिक प्रजातियाँ पाई जाती है। 

दुबई की खाड़ी शहर के पूर्वोत्तर-दक्षिण पश्चिमी तरफ है। शहर का पूर्वी भाग डिरा के इलाके बनाता है और पूर्व में शारजाह के अमीरात और दक्षिण में अल अवीर के शहर से जुड़ा है। दुबई अंतर्राष्ट्रीय हवाई अड्डा डिरा के दक्षिण में स्थित है जबकि पाम डिरा, डिरा के उत्तर में फारस की खाड़ी में स्थित है। दुबई की अचल संपत्ति का उछाल ज्यादातर दुबई की खाड़ी के पश्चिम में, जुमेरह तटीय क्षेत्र पर केन्द्रित है। पोर्ट राशिद, जेबेल अली, बुर्ज अल अरब, पाम जुमेरह और विषय आधारित मुक्त-क्षेत्र जैसे बिजनेस बेय सब इसी भाग में स्थित है। पांच मुख्य मार्ग - ई 11 (शेख जायद रोड), ई 311 (अमीरात रोड), ई 44 (दुबई-हट्टा राजमार्ग), ई 77 (दुबई अल हबाब रोड) और ई 66 (ओउद मेथा रोड) - दुबई से जाते है और शहर को अन्य शहरों और अमीरातों से जोड़ते है। इसके अतिरिक्त, कई महत्वपूर्ण अंतर शहरी मार्ग जैसे D 89 (अल मकतौम रोड/हवाई अड्डा रोड), D 85 (बनियास रोड), D 75 (शेख राशिद रोड), D 73 (अल धियाफा रोड), D 94 (जुमेरह रोड) और D 92 (अल ख़लीज/अल वस्ल रोड) शहर में विभिन्न इलाकों को जोड़ते हैं . शहर के पूर्वी और पश्चिमी वर्गों अल मकतौम ब्रिज, अल गरहौद ब्रिज, अल शिनदाघा सुरंग, बिजनेस बेय क्रोसिंग और फ्लोटिंग ब्रिज से जुड़े हुए हैं .

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