Горад знаходзіцца на поўначы цэнтральнай часткі Мэрыленда, на рацэ Патапска, блізка да месца, дзе яна ўпадае ў Чэсапікскі заліў. Горад таксама размешчаны на мяжы паміж плато Підмант і Атлантычнай раўнінай, што падзяляе Балтымар на «ніжні горад» і «верхні горад». Вышыня над узроўнем мора для горада розная ў розных месцах, ад узроўню мора каля заліва да 150 метраў у паўночна-заходняй частцы горада, каля Пімліка.
Паводле дадзеных бюро статыстыкі ЗША, горад займае агульную плошчу 238,5 км², з якіх 209,3 км² прыпадае на сушу і 29,2 км² — на водныя рэсурсы. Усяго 12,24 % агульнай плошчы горада занята вадой.