Das Ruhrgebiet hat an mehreren naturräumlichen Einheiten Anteil. Die Städtelandschaft liegt im Schnittpunkt der Westfälischen Tieflandebene, der Niederrheinischen Ebene und des Rheinischen Schiefergebirges. Nördlich der Lippe schließen die naturräumlichen Einheiten des Westmünsterlands und des Kernmünsterlands an. Südlich der Ruhr reicht es ins Bergische und Märkische Hügelland. Nördlich der Ruhr schließen sich die Lößebenen des Naturraums Westenhellweg an. Zwischen der Lippe und dem Westenhellweg liegt das Emscherland. Die Emscher trennt die Westfälische Bucht vom Rheinischen Schiefergebirge. Eckpunkte sind im Nordwesten Wesel (Kreis Wesel), im Südwesten Duisburg, im Südosten Hagen und im Nordosten Hamm. Die West-Ost-Ausdehnung von Sonsbeck bis Hamm beträgt 116 Kilometer, die Nord-Süd-Ausdehnung von Haltern am See bis Breckerfeld 67 Kilometer.
Den Angaben des Regionalverbandes Ruhr (RVR) zufolge sind 37,6 Prozent der Fläche des Ruhrgebiets bebaut. 40,7 Prozent der Fläche werden landwirtschaftlich genutzt. Der Waldanteil beträgt 17,6 Prozent. Die übrigen Anteile entfallen auf Wasserflächen und sonstige Flächen. Der für eine Industrieregion relativ hohe Anteil an Wald- und Landwirtschaftsflächen erklärt sich zunächst durch die ebenfalls zum RVR gehörigen vier überwiegend ländlich geprägten Kreise. Außerdem besitzen auch die kreisfreien Städte des Ruhrgebiets in ihren Außenbezirken ländlichen Charakter.