Der Ortsteil Titisee von Titisee-Neustadt liegt am Nordufer des Titisees, im Osten des Feldbergs im Schwarzwald in 780 bis 1192 Meter Höhe. Der Ortsteil Neustadt befindet sich fünf  Kilometer östlich davon. Die Stadt liegt an einem kleinen Fluss, der als Seebach vom Bärental kommend den Titisee  speist, als Gutach (gute Ach) aus diesem fließt und östlich des Stadtteils Neustadt als reißender Fluss Wutach (wütende  Ach) das Stadtgebiet wieder verlässt und sich durch die weltberühmte Wutachschlucht schließlich in den Rhein ergießt.