小美玉市は、茨城県のほぼ中央部に位置し、北は笠間市、茨城町、東は鉾田市、西は石岡市、南は行方市及び霞ヶ浦に接する。
 地表は概ね関東ローム層に覆われ、起伏も少なくほぼ平坦な地形である。市域は霞ヶ浦に注ぐ園部川と北浦に入る巴川の沿岸低地、及び両低地の間に発達した台地上に展開する。
 市の西部をJR常磐線、国道6号、常磐自動車道が貫き、南部には国道355号が通る。東部には航空自衛隊百里基地と民間共用化した「茨城空港」があり、北関東の空の玄関口となっている。
 農業が盛んで、鶏卵の生産量は日本第1位、生乳の生産量県内第1位となっており、畜産大国でもある。
 霞ヶ浦湖岸からは、年に数回、筑波山に太陽が沈む「ダイヤモンド筑波」が見ることができる。

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