Кокс-Базар расположен на юго-восточном побережье Бангладеш, в дивизии Читтагонг, у Бенгальского залива. Координаты городского центра - около 21,440° с. ш. и 92,010° в. д.; аэропорт находится примерно в 1,5 км от города по данным Civil Aviation Authority of Bangladesh. С востока город и округ ограничены холмами и направлением к Мьянме, с запада - морем, а река Бакхали отделяет часть городской территории от окружающих районов. Лабони, Сугандха и Колатоли - пляжные точки городской курортной полосы, поэтому до них можно добраться местным транспортом. Химчари лежит примерно в 18 км южнее, Инаани - примерно в 23 км, а Раму находится в глубине округа. Текнаф, остров Святого Мартина и рохингья-лагеря не являются частями города и не должны описываться как продолжение городской прогулки.