Ulanbaatar is ongeveer 1 350 meter (4 430 voet) bokant [[seevlak|seespieël]] in die sentraal-oostelike deel van Mongolië aan die Tuulrivier ('n sytak van die [[Selenge]]rivier) en aan die voet van berg Bogd Khan Uul geleë.
Vanweë Ulaanbaatar se hoë ligging, sy posisie op die breedtelyn[[breedtegraad]] en vêrdie groot afstand van die naaste kuslyn word dié stad allerweë as die koudste hoofstad in die wêreld beskou met 'n gemiddelde [[temperatuur]] van -1.3 °[[Celsius|C]]. In die lang droë winterseisoen daal die temperatuur so laag as -40 °C, terwyl die temperatuur in die kort somers so hoog as 35 °C styg. Die stad is in 'n sporadiese permabevrore sone geleë wat beteken dat dit moeilik is om fondamente te grawe. Voorstedelik inwoners woon dus hoofsaaklik in tradisionele gers wat maklik opgerig en verskuif kan word.<ref>geography.about.com [http://geography.about.com/od/physicalgeography/a/coldcapital.htm coldcapital.html]</ref>
