Chartúm leží v údolí řeky Nilu v místě, kde do [[Bílý Nil|Bílého Nilu]] ústístéká jedens zmodrým jeho posledních přítoků, [[Modrý Nil]]nilem. Město leží v tropickém pásu ve výšce 382 m n. m., na jihovýchodním okraji [[Sahara|Sahary]]. Vládne zde suché [[Kontinentální typ podnebí|kontinentální]] [[podnebí]]. Roční úhrn srážek činí pouze 156 mm, přitom 89 % všech srážek spadne v období od července do září. Místní spotřebu [[voda|vody]] představuje z 45 % koryto Nilu, zbytek připadá na podzemní zdroje vody. Průměrná měsíční teplota činí v lednu 22,7 °C a 31,6 °C v červenci. Nejteplejší měsíce jsou ale květen a červen.
