Gölcük şehri, İzmit Körfezi'nin güney kıyılarında ve körfezin doğu nihayetine doğru, genişliği 2 km.ye varan bir boğum üzerinde kurulmuştur. Şehir,çevresindeki bağ,bahçe ve buralardaki meskenlerle beraber Samanlı Dağlarının kuzey yamaçlarına kadar uzanmaktadır.
Şehrin idari sınırlarını, doğuda Başiskele ilçe belediyesi , batıda Karamürsel ilçe Belediyesi, güneyde Bursa ili İznik İlçesi oluşturmaktadır. Şehrin kuzeyinde ise İzmit körfezi bulunmaktadır. Gölcük şehrinin içinde bulunduğu körfez deniz münakalesi ve güvenlik açısından çok elverişli şartlar arz etmektedir. Körfezin doğal liman olmasından ötürü eski çağlardan itibaren başlayan tersane kurma alışkanlığı, Bizanslılar döneminde,Osmanlılar döneminde olduğu gibi Cumhuriyet döneminde de devam edegelmiş ve Gölcük'ün modern bir şehir olarak gelişmesine de 1927 yılında temeli atılan Gölcük Tersanesi neden olmuştur. Şehrin ilk nüvesi, kıyıda askeri tesislerin çevresinde kurulan işçi lojmanlarından oluşmaktaydı.
Coğrafi konumunun uygunluğu bakımından, askeri tersanenin burada kurulmasıyla beraber, Gölcük hızlı bir şehirleşme süreci içine girmiş ve 1940'lı yıllarda nüfusu, 5000 civarındayken - asrın felaketi diye nitelenen 17 Ağustos depremine rağmen - 2014 yılı itibarı ile 149.000 seviyesine ulaşan ve hızla gelişen bir şehir haline gelmiştir.
İlçenin arazisi yaklaşık 228 km2dir.İlçemizde toplam 50 mahalle bulunmaktadır.