Tucson est situé dans la zone sud de l'Arizona, dans le comté de Pima. La Région métropolitaine de Tucson est étalée dans un bassin entouré de montagnes. Les plus importants sont les Santa Catalina au Nord, les montagne Rincon à l'est, la montagne de Tucson à l'ouest et les Santa Rita au sud.
Ce plateau repose à environ 792m au-dessus du niveau de la mer, ce qui apporte un climat légèrement plus froid que celui de Phoenix, capitale de l'Arizona. Le climat de Tucson est semi-aride, la ville étant situé dans la partie nord du désert de Sonora. La métropole reçoit 30cm de pluie dans une année normale et la période la plus humide est la mousson d'été (Juillet à Septembre).
Aujourd'hui, la région métropolitaine de Tucson est très étendu. La seule ville de Tucson est plus de cinq fois plus grande que Paris avec une densité environ 25 fois moins importantes. Tucson appartient à un corridor de croissance (du nord de Phoenix à la frontière mexicaine) si l'on considère Tucson en tant que métropole il rassemble aujourd'hui environ 1 million d'habitants, réparti dans le désert semi-aride de Sonora.