El núcleo urbano se encuentra flanqueado por dos cadenas montañosas con una altitud media que no supera los 400 metros. Estas cadenas forman algunos de los límites naturales del municipio. Los municipios limítrofes son: Erandio, Sondica, Lujua, Zamudio, Galdácano, Echévarri, Basauri, Arrigorriaga, Alonsótegui y Baracaldo.
Desde su fundación, a finales del siglo XIII, fue un enclave comercial que gozó de particular importancia en la cornisa Cantábrica gracias a los privilegios concedidos por la Corona de Castilla que permitieron el desarrollo de una gran actividad portuaria que se basaba principalmente en la exportación de la lana procedente de Castilla y en menor medida del hierro extraído de las canteras vizcaínas. A lo largo del siglo XIX y principios del XX experimentó una fuerte industrialización que la convirtió en el epicentro de la segunda región industrializada de España, por detrás de Barcelona. Esta estuvo acompañada de una extraordinaria explosión demográfica y urbanística que originó la anexión de varios municipios colindantes. En la actualidad es una pujante ciudad de servicios, que se encuentra en un proceso de revitalización estética, social y económica liderado por el simbólico Museo Guggenheim Bilbao.
El 19 de mayo de 2010, la ciudad de Bilbao fue reconocida con el premio Lee Kuan Yew World City Prize, otorgado por la ciudad estado de Singapur, en colaboración con la Academia Nobel sueca. Considerado el Nobel del urbanismo, fue entregado el 29 de junio de 2010. El 7 de enero de 2013, su alcalde, Iñaki Azkuna, recibió el Premio Alcalde del Mundo correspondiente a 2012 que otorga cada dos años la fundación británica The City Mayors Foundation, en reconocimiento a la transformación urbana experimentada por la capital vizcaína desde la década de 1990. El 8 de noviembre de 2017, Bilbao fue elegida la Mejor Ciudad Europea 2018 en los premios The Urbanism Awards 2018, que otorga la organización internacional The Academy of Urbanism.
El nombre oficial del municipio, establecido por el consistorio, es Bilbao tanto en castellano como en euskera. No obstante, la Real Academia de la Lengua Vasca dictaminó, en un informe solicitado por el propio Ayuntamiento de Bilbao, que el topónimo oficial en euskera fuera Bilbo y así aparece en su Norma Académica número 145 Bizkaiko herri izendegia. Este último se encuentra documentado en abundantes documentos y obras literarias en euskera. En cambio Bilbao aparece en euskera una única vez, en Los refranes de Garibay del siglo XVI y XVII, ante lo cual la Real Academia de la Lengua Vasca presenta dudas sobre si en aquel tiempo se utilizaba habitualmente en euskera Bilbao o solo se trata de un uso buscado para ese refrán.
