W niniejszym tekście słowa 'Tokio", "miasto" itp. odnoszą się do pierwszego znaczenia, natomiast "prefektura" - do drugiego, zaś "aglomeracja", "region tokijski" albo "zespół miejski" - do obszaru zurbanizowanego położonego na terenie kilku prefektur.
Metropolia leży w regionie Kantó, na największej japońskiej równinie na wyspie Honsiu, u ujścia rzeki Sumida do Zatoki Tokijskiej. Współrzędne geograficzne centralnej części miasta to: 35°41' szerokości geograficznej północnej i 139°46' długości geograficznej wschodniej.
Obszar prefektury Tokio pocięty jest rzekami. Sumida jest histoiycznym korytem rzeki zwanej Arakowa, która od II ćw. XX w. ma sztucznie wykonane, alternatywne koryto do Zatoki Tokijskiej, omijające obszar centralny miasta. Na wschodzie płyną rzeki Naka oraz Edo. Ta ostatnia jest wschodnią granicą miasta (na odcinku południowym, gdzie przekopano alternatywne koryto do Zatoki, stary ciek nosi nazwę Kyu-Edo-gawa. Głównym ciekiem zachodniej części obszaru jest Tama, będąca na znacznej długości południową granicą miasta.
Wschodnia część miasta leży na płaskim, a na wschód od Sumidy wręcz podmokłym terenie, podczas gdy zachodnia - na terenie lekko pofalowanym, z widocznymi dolinami i płytkimi wąwozami dawnych rzek. Jest to wschodni skraj wyżyny Musashino, ciągnącej się na zachód aż po góry oddzielające ją od kotliny dawnej prowincji Kai. Góry zajmują duży obszar prefektury; ich zbocza są strome i zalesione (lasem pokryte jest 36% obszaru Tókyóto). Najwyższym szczytem jestQKumołor/-yama o wysokości 2017 m n.p.m. Na terenie Tókyó-to znajdują się także inne szczyty, m.in.: Takanosu-yama (1737 m n.p.m.), Ódake-san (1267 m n.p.m.), czy otoczone szczególnym kultem Mitake-san (929 m n.p.m.) i Takao-zan (599 m n.p.m.). Wysoko w górach na rzece Tama znajduje się największe jezioro na terenie prefektury - sztuczny zbiornik Okutama-ko.
Wielki zespół miejski południowego Kantó, którego stolica Japonii stanowi centrum, tworzy obszar zurbanizowany zajmujący większą część Tdkyó-to oraz prefektury Kanagawa (gdzie leży Jokohama, drugie największe miasto Japonii), jak również znaczną część prefektur Chiba i Saitama. W strefie bezpośredniego oddziaływania miasta pozostają również prefektury: Gunma, Ibaraki, Tochigi, Yamanashi i Shizuoka.
Stolica jest dominującym centrum politycznym, handlowym, finansowym, edukacyjnym i medialnym kraju. Nie ma ona konkurencji w Japonii pod względem liczby siedzib biur, ministerstw, korporacji, uczelni, muzeów, teatrów i parków rozrywki. Aż 47,3% korporacji japońskich o kapitale powyżej miliarda jenów znajduje się w Tokio. 9,8% wszystkich zatrudnionych w kraju pracuje na terenie prefektury Tokio i wytwarza 16,8% dochodu narodowego. Metropolia ma wysoko rozwinięty system komunikacji miejskiej, m.in. najdłuższą na świecie sieć szybkich kolei miejskich oraz jeden z największych systemów miejskich dróg ekspresowych.
Tokio leży w strefie dużej aktywności sejsmicznej, co stwarza specyficzne wymagania dla zabudowy. Istnieje realne zagrożenie kolejnym wielkim trzęsieniem ziemi, które mogłoby ponownie zniszczyć miasta Mimo to miasto wciąż przyciąga ludzi z całego kraju, a nawet świata. Od dłuższego czasu imigracja lokuje się głównie nie w samym mieście, ale na obszarze szeroko pojętej aglomeracji.