La ville de Carthagène s'étend sur cinq petites collines appelées Monte de la Concepción, Cerro del Molinete, Monte de San José, Monte Sacro et Cerro de Despeñaperros.
C'est une ville portuaire ouverte sur la mer Méditerranée par une vaste baie. Le port de Carthagène dispose actuellement de deux rades. D'un côté, la rade d’Escombreras, où se trouvent différentes industries et, de l'autre, la rade de la ville même. Entre les deux, se trouve la plage la plus proche de la ville, Cala Cortina, qui est dotée de tous les équipements nécessaires.
Le port naturel de Carthagène est délimité par l'île d’Escombreras (à l'est) et la colline de La Torrosa (à l'ouest). L'entrée est défendue par une série de châteaux et batteries côtières construits aux XVIIIe et XIXe siècles.
La ville est le siège de l'Assemblée régionale, l'organe législatif de la communauté autonome.
Parmi les espaces naturels à visiter, citons les deux zones protégées: à l'ouest, les plages de Cabo Tiñoso, où l'on retrouve entre autres la plage d’El Portús ; à l'est, les plages qui se situent dans le parc régional de Calblanque et Cala Reona.
La Manga del Mar Menor est une formation de sable, du type île barrière, de 22 kms de long et de 90 à 900 m de large. Cette formation naturelle donne naissance, via des canaux de communication avec la Méditerranée qu'on appelle « golas », à la lagune littorale de la Mer Menor. Il s'agit d'une zone humide d'importance internationale, d'une superficie de 170 km2 et d'une profondeur maximale de 8 m. Ses eaux, grâce à leur température moyenne annuelle de 18° et leur tranquillité, en font un endroit exceptionnel pour la pratique de tous types de sports nautiques.
Les îles de la Mer Menor, appelées del Sujeto, del Barón, del Ciervo, Redondela et Perdiguera, sont considérées comme paysage protégé.
La Manga commence à Cabo de Palos, un accident géographique qui s'est converti aujourd'hui en village de pêcheurs et de tourisme, où émerge le phare qui fut construit en 1864.
La beauté et la conservation des fonds marins de Carthagène en ont fait une des destinations préférées pour la pratique de la plongée sous-marine en Espagne. Parmi les lieux à visiter, citons les réserves marines de Cabo de Palos et Islas Hormigas, ou encore la réserve marine d'intérêt halieutique de Cabo Tiñoso (à l'ouest de la ville). On y trouve de grandes prairies de posidonies, ainsi que des colonies de corail, où vivent de nombreuses espèces végétales et animales. On peut également y trouver les vestiges d'autres époques, depuis les épaves romaines jusqu'aux bateaux coulés pendant la guerre civile.
La zone toute proche de Cabo Tiñoso est celle qui offre l’aspect le plus sauvage et isolé de toute la côte de Carthagène. Ses magnifiques criques de Cala Cerrada, Cala Salitrona, Cala Boletes et Cala Aguilar, entre autres, se démarquent tout particulièrement. La plage de La Azohía conserve ses maisons traditionnelles de pêcheurs, ce qui ne l’empêche pas d’être bien équipée en infrastructures touristiques. Entre La Azohía et la localité voisine de Mazarrón, se trouve Isla Plana, un autre village particulièrement orienté vers le tourisme estival.
Dans les alentours de la ville, on trouve le « campo de Cartagena », une vaste zone d'agriculture qui s’étend depuis les chaînes de montagnes de Mazarrón et Carrascoy jusqu'au littoral de la Mer Menor et de la mer Méditerranée.
Nos champs de culture sont parsemés de figures typiques: les norias à traction animale et les moulins à vent, dont l’apparition est née du besoin de moudre les produits de la culture et d'extraire l'eau du sous-sol, tout en tirant parti des vents forts et constants de la région. Ces moulins pouvaient servir à fabriquer la farine, extraire l'eau, moudre l’épeautre et broyer les morceaux de sel extraits des marais salants. Ils se caractérisent tous, comme il est normal dans une région maritime, par leurs voiles triangulaires, qui remplacent les ailes classiques. Actuellement, plus d'une centaine de ces éléments caractéristiques de la zone rurale de Carthagène sont conservés.
Carthagène possède aussi des montagnes minières dont l'environnement est parfois comparé à un paysage lunaire. On y trouve de grandes exploitations à ciel ouvert qui offrent une remarquable variété de couleurs. L'ensemble est complété par les restes de diverses bâtisses des exploitations minières, parmi lesquelles se distinguent les singuliers chevalements d’extraction.