Биробиджан расположен на Среднеамурской низменности, в предгорьях Буреинского хребта, на реке Бира (левый приток Амура) . Биджан протекает параллельно Бире к западу от города (порядка 100 км) и впадает в Амур, как и Бира. Важный транспортный узел на автомобильной магистрали «Амур» (Чита — Хабаровск) и Транссибирской железнодорожной магистрали в 75 км от границы с Китаем.