Die Stadt Melk liegt zwischen den kleinen von rechts in die Donau mündenden Flüssen Melk und Pielach an einem Donaualtarm.
Das Stift liegt auf einem Berg, der zur Donau nach Norden hin steil abfällt. Das Stadtzentrum zieht sich den vergleichsweise flachen Westhang hinunter.
In Melk herrscht ein Übergangsklima mit kontinentalem Einfluss aus dem Osten und ozeanischem Einfluss aus dem Westen. Die Jahresmitteltemperatur beträgt in der 30-jährigen Periode 1971–2000 9,0 °C, der Jahresgesamtniederschlag liegt bei 594,4 mm. Hiermit befindet sich Melk in einer der trockensten Regionen Österreichs. Während die Winter trüb sind, werden im Sommerhalbjahr viele Sonnenstunden verzeichnet. Mit 53 cm Neuschnee pro Jahr liegt Melk weit unter dem österreichischen Mittel. Jährlich werden rund 83 Frosttage und 22 Eistage verzeichnet. Infolge der geringen Höhe über dem Meeresspiegel werden 56 Sommertage und 11 heiße Tage pro Jahr erreicht. Jährlich gibt es etwa 19 Gewitter, 18 davon finden von April bis September statt. Die Windgeschwindigkeit schwankt im Monatsmittel von 7,6 km/h im September bis 13,3 km/h im Jänner und beträgt im Jahresmittel 10,4 km/h. Tage mit einer Windstärke von mehr als 6 Beaufort (39 km/h) sind jährlich 17 anzutreffen. An der Wetterstation Melk dominieren Südwestwinde.
Monatliche Durchschnittstemperaturen und -niederschläge für Melk (240 m)
Aufgrund diverser Funde wird seit dem 19. Jahrhundert am Standort des heutigen Stift Melk ein römisches Kastell (Namare?) vermutet. Die Befestigung konnte aber bis dato archäologisch nicht nachgewiesen werden. Die Lage auf einem, in der Nähe des Donauufers gelegenen, ca. 60 Meter hohen, Felsrücken lassen das Vorhandensein einer römischen Limesbefestigung an diesem Platz als zumindest wahrscheinlich erscheinen.[3]
Leopold I., 976 mit dem Gebiet des heutigen Südwestens Niederösterreichs als Markgraf belehnt, machte die Burg in Melk zu seiner Residenz und seine Nachfolger statteten sie mit wertvollen Schätzen und Reliquien aus.
Adalbert der Siegreiche, Markgraf von Österreich, residierte in der Babenbergerburg Melk, wo er am 26. Mai 1055 starb. 1089 übergab Markgraf Leopold II. die Burg Benediktinern aus dem Stift Lambach. Seither leben und wirken im Stift Melk bis heute in ununterbrochener Folge Mönche nach der Regel des hl. Benedikt. Schon seit dem 12. Jahrhundert ist eine Schule mit dem Kloster verbunden und in der Bibliothek wurden wertvolle Handschriften gesammelt und angefertigt.
Melk erhielt 1227 Marktrecht. Zur Zeit der Melker Reform im 15. Jahrhundert war das Stift Ausgangspunkt einer der bedeutendsten mittelalterlichen Klosterreformen und unterhielt enge Verbindungen zu den Humanisten an der Wiener Universität.
Am 14. Dezember 1805 kam es zu einem Brand im Stift Melk. Dabei starben etwa zwei- bis dreihundert russische Kriegsgefangene. Das Denkmal an der B 1 zwischen Melk und Winden erinnert bis heute an diesen Vorfall.
1898 wurde Melk zur Stadt erhoben.
Vom 21. April 1944 bis zur Evakuierung am 15. April 1945 bestand auf dem Gelände der Freiherr-von-Birago-Kaserne das Konzentrationslager Melk, ein Außenlager des KZ Mauthausen, in dem die Steyr Daimler Puch AGKugellager produzieren ließ. Etwa 5.000 Menschen – diese Zahl entspricht ungefähr der Einwohnerzahl von Melk selbst – kamen durch Zwangsarbeit beim Bau einer Stollen-Halle[4] während des einjährigen Bestehens des Konzentrationslagers um. Das Krematorium des Lagers ist heute eine Gedenkstätte.
Das Heimatmuseum Melk grub Ende der 1980er Jahre auf dem Wachberg den Teil eines Hofes mit Kuppelöfen und Webstuhlgewichten aus. Der Wachberg gilt jetzt mit etwa 40 vollständigen Tongefäßen und ebenso vielen Webgewichten als die bedeutendste Fundstelle Österreichs der fundarmen Mödling-Zöbing/Jevišovice-Gruppe.
Motorsport: Wachauring: Südlich der Stadt und unmittelbar oberhalb der A1, liegt das ÖAMTC-FahrtechnikzentrumWachauring, wo regelmäßig auch Motorsportveranstaltungen organisiert werden. Der vor einigen Jahren im Auftrag von Hausherr Franz Wurz von dem deutschen RennstreckenplanerHermann Tilke komplett neu gestaltete Wachauring liegt auf einem Grundstück, das dem Stift Melk gehört, weswegen das Gelände im Volksmund auch als „Stiftswiesn“ bezeichnet wird. Hier wurde im Frühjahr 1973 durch den St. Leonharder BaumeisterIngenieur Herbert Herr innerhalb von gerade einmal fünf Wochen eine Rallycross-Strecke mit dem damaligen Namen Leruring (Leru stand für die Motorsportclubs der beiden Nachbargemeinden St. Leonhard am Forst und Ruprechtshofen, die unter dem Namen „RAR Team Leru“ kooperierten) geplant, gebaut und mit einem Proberennen am Ostersonntag, dem 22. April 1973 eröffnet. Am 13. Mai 1973 fand auf der Strecke dann unter der Führung des Automobilsportclubs „RRC 13 Wien“ der erste Rallycross-Europameisterschaftslauf der Motorsportgeschichte statt. Bis einschließlich 2009 wurden auf dem späteren Thermoton-Ring, Nordmende-Ring, Rallycross-Ring und seit 1997 Wachauring insgesamt 19 Rallycross-EM-Läufe ausgetragen. Der derzeitige Rallycross-Veranstalter der Strecke ist der „Leru Team 2 – Motorsportclub“.
Breitensport: In Melk befinden sich ein Freibad (Wachaubad), eine Tennishalle, Fußballplätze, Tennisplätze, ein Skaterplatz, ein Eislaufplatz und ein Rugbyplatz.
Ein Campingplatz befindet sich direkt an der Donau.
In der nahen Umgebung gibt es zahlreiche Wanderwege und Radwege (etwa den Donauradweg).
Eine traditionelle Laufsportveranstaltung ist der Osterlauf, welcher jedes Jahr am Ostermontag ausgetragen wird.
Das Landesklinikum Mostviertel Melk, im Osten der Stadt, verfügt über etwa 170 Betten. In die letzten Um- und Ausbauten von 2006 bis 2012 investierte man rund 54 Mio. Euro. Dabei wurde unter anderem im Westen ein neuer viergeschoßiger Trakt errichtet.
Die Stadt Melk liegt direkt an der Westautobahn und an der Westbahn. Eine Donaubrücke führt in den nördlichen Teil des Bezirkes und in das Waldviertel. An der Donau befinden sich Anlegestellen für Donaukreuzfahrtschiffe, am Nebenarm liegt die Anlegestelle für die Donauausflugsschiffe, die hier den Endpunkt der Wachaufahrten haben. In der Donau westlich der Stadt liegt die Staustufe Melk mit dem Kraftwerk Melk und einer Doppelschleuse für die Schifffahrt.
In Melk befinden sich drei Kindergärten, eine Volksschule, eine Polytechnische Schule, eine Hauptschule und das Stiftsgymnasium Melk; weiters ein Sonderpädagogisches Zentrum, eine Musikschule, eine Volkshochschule und eine Bücherei. Große Bedeutung hat auch die Melker Stiftsbibliothek.
Am 13. Februar 1993 ereignete sich beim Bahnhof Melk ein schweres Zugunglück. Ein Güterzug und ein Eilzug stießen frontal zusammen, es gab 3 Tote und rund 20 Verletzte.
Die Stadt ist immer wieder von Hochwassern betroffen, zuletzt in den Jahren 2002 und 2013.
Im 1980 erschienenen Roman Der Name der Rose von Umberto Eco erzählt die Hauptfigur Adson von Melk die Geschichte und erwähnt dabei häufig das Benediktinerkloster Melk.