เทศบาลนครเจ้าพระยาสุรศักดิ์ตั้งอยู่ในเขตอำเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี อยู่ห่างจากกรุงเทพมหานครประมาณ 111 กิโลเมตร และห่างจากเทศบาลเมืองชลบุรีเป็นระยะทางประมาณ 24 กิโลเมตร มีพื้นที่รวมทั้งสิ้น 276.98 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่รวม 5 ตำบล

• ทิศเหนือ ติดต่อกับเขตองค์การบริหารส่วนตำบลบางพระ, เขตองค์การบริหารส่วนตำบลหนองขาม (อำเภอศรีราชา) และเขตองค์การบริหารส่วนตำบลคลองกิ่ว (อำเภอบ้านบึง)
• ทิศตะวันออก ติดต่อกับเขตองค์การบริหารส่วนตำบลเขาคันทรง และเขตองค์การบริหารส่วนตำบลบ่อวิน (อำเภอศรีราชา)
• ทิศใต้ ติดต่อกับเขตเทศบาลตำบลตะเคียนเตี้ย (อำเภอบางละมุง)
• ทิศตะวันตก ติดต่อกับเขตเทศบาลนครแหลมฉบัง, อ่าวไทย และเขตเทศบาลเมืองศรีราชา (อำเภอศรีราชา)

• ตำบลบ่อวิน ประกอบด้วยหมู่ที่ 1, 2, 5, 8 และ 3, 6 (บางส่วน)
• ตำบลหนองขาม ประกอบด้วยหมู่ที่ 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10 และ 11 (บางส่วน)
• ตำบลสุรศักดิ์ ประกอบด้วยหมู่ที่ 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10 และ 3, 9 (บางส่วน)
• ตำบลบึง ประกอบด้วยหมู่ที่ 2, 3, 4, 6, 7, 8 และ 1, 5, 9 (บางส่วน)
• ตำบลเขาคันทรง ประกอบด้วยหมู่ที่ 1, 2, 3, 6 และ 10 (บางส่วน)