Rostock liegt ungefähr in der nördlichen Mitte Mecklenburg-Vorpommerns. Das Stadtgebiet erstreckt sich beiderseits des Unterlaufs der Warnow. Der Fluss verläuft überwiegend in Nord-Süd-, nur im Bereich der Rostocker Innenstadt in Ost-West-Richtung. Nahe der Rostocker Innenstadt verbreitert sich der Flusslauf zur Unterwarnow, was den Namen der Stadt („Flussverbreiterung“) erklärt. Vor der Mündung in die Ostsee beim Ortsteil Warnemünde weitet sich die Unterwarnow in Richtung Osten weiter zum Breitling aus. Südlich davon befindet sich der Rostocker Seehafen. Der größte bebaute Teil Rostocks befindet sich am linken Ufer der Warnow. Dazu zählen die Innenstadt, die im 19. und im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts entstandenen Wohngebiete Kröpeliner-Tor-Vorstadt und Hansaviertel sowie die ab 1960 entstandenen Wohngebiete Südstadt südlich der Innenstadt, Reutershagen, Evershagen, Lütten Klein, Groß Klein, Schmarl und Lichtenhagen zwischen der Innenstadt und Warnemünde. Der Teil der Stadt rechts der Warnow wird durch den Überseehafen, Gewerbestandorte und den ca. 6000 ha großen Küstenwald Rostocker Heide geprägt. Hinzu kommen in Dierkow und Brinckmansdorf Siedlungsgebiete aus der Zeit zwischen den Weltkriegen, Großsiedlungen aus den 1980er Jahren in Dierkow und Toitenwinkel sowie einige ländliche Ortsteile.

Rostock ist heute das wirtschaftliche Zentrum Mecklenburg-Vorpommerns und eines von vier Oberzentren des Landes. Der größte öffentliche Arbeitgeber der Stadt ist gegenwärtig die Rostocker Universität. Der Dienstleistungssektor gewinnt immer mehr an Bedeutung, so siedeln sich Unternehmen der Informationstechnologie, Callcenter, touristische und kreative bzw. online agierende Dienstleister an. Der börsennotierte Windenergieanlagenhersteller Nordex ist das umsatzstärkste Unternehmen des Landes Mecklenburg-Vorpommern. 2007 wurde die Aktie in den ÖkoDAX aufgenommen, ebenso ist das Unternehmen im Technologiewerteindex TecDax gelistet. 

Ein wichtiger Wirtschaftszweig für Rostock ist die Maritime Wirtschaft, auch wenn die Fischverarbeitung (Fischkombinat Rostock) nach der Wiedervereinigung stark an Bedeutung verlor und der Schiffbau (Neptun-Werft, Warnow-Werft) sich neu finden musste. Die Rostocker Werften blieben aber erhalten. Heute sind im Dienstleistungsbereich die Reedereien Scandlines, AIDA Cruises, Scandferries, Deutsche Seereederei und F. Laeisz von Bedeutung, im produzierenden und verarbeitenden Gewerbe unter anderem Schiffselektronik Rostock, Tamsen Maritim, Liebherr-MCCtec Rostock, sowie die Warnemünder Werften Nordic Yards (ehemals Warnowwerft) und Neptun-Werft. Das Kreuzfahrtunternehmen AIDA Cruises im Rostocker Stadthafen hat als größter Arbeitgeber rund 6000 Beschäftigte. In Rostock sind mehrere Frosttrawler deutscher Tochtergesellschaften des niederländischen Fischereikonzerns Parlevliet & Van der Plas beheimatet, darunter mit Maartje Theadora der größte Trawler Europas.