Delhi est situé à 28°40'N 77°14'E, et se situe dans l'Inde du nord. Il est entouré par les états indiens d'Uttar Pradesh à l'est et de Haryana à l'ouest. Delhi peut être divisé en trois régions géographiques principales : la plaine d'inondation de Yamunâ, l'arête de Delhi et les plaines du Gange. Les plaines bas-menteuses d'inondation de Yamunâ fournissent le sol alluvial fertile approprié pour l'agriculture. Cependant, ces plaines sont enclines aux inondations récurrentes. L'atteinte jusqu'à une taille de 318 m, de l'arête forme le dispositif de domination dans cette région. Elle provient de la chaîne d'Aravalli du sud et encercle l'ouest, le nord-est et les parties du nord-ouest de la ville. Les grandes plaines du Gange sont situées dans le sud de la ville et couvrent la majeure partie de Delhi. Yamunâ, un fleuve qui est important pour l'hindouisme, est le seul fleuve principal traversant Delhi. La majeure partie de la ville, y compris New Delhi, se trouve à l'ouest du fleuve. À l'est du fleuve se situe le secteur urbain de Shahdara. Delhi est dans la zone sismique, le rendant vulnérable aux tremblements de terre.
New Delhi présente un climat semi-aride avec de fortes variations des températures entre été et hiver. L'été est très long, il débute en mars et se termine en octobre, entrecoupé par la saison des moussons. Durant l'été, beaucoup de foyers doivent faire face à des coupures d'eau ou d'électricité et la chaleur fait de nombreuses victimes. La saison hivernale commence en décembre pour culminer en janvier. New Delhi est réputé pour son épais brouillard propre à l'hiver, si bien qu'en décembre, la visibilité réduite alliée aux températures extrêmes peuvent entraîner des arrêts des liaisons routières ou ferroviaires. La température annuelle moyenne est de 25,1 °C, mais elle peut varier dans une même journée de 15 °C. Le record maximal a été de 46,1° et le record minimal de -0,5°. On compte environ 50 jours de pluie par an ; les précipitations se situent entre 600 mm et 800 mm par an, environ ce qui est peu. Elles arrivent principalement en juillet et août, mois de moussons. En effet ce sont les mois les plus pluvieux avec respectivement 237 mm et 235 mm de hauteur de pluie tandis que novembre et décembre sont les plus secs avec chacun 9 mm de hauteur de pluie.
mois | jan. | fév. | mar. | avr. | mai | jui. | jui. | aoû. | sep. | oct. | nov. | déc. | année |
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Température minimale moyenne (°C) | 7,6 | 10,1 | 15,3 | 21,6 | 25,9 | 27,8 | 26,8 | 26,3 | 24,7 | 19,6 | 13,2 | 8,5 | 18,9 |
Température moyenne (°C) | 14,3 | 16,8 | 22,3 | 28,8 | 32,5 | 33,4 | 30,8 | 30,0 | 29,5 | 26,3 | 20,8 | 15,7 | 25,1 |
Température maximale moyenne (°C) | 21,0 | 23,5 | 29,2 | 36,0 | 39,2 | 38,8 | 34,7 | 33,6 | 34,2 | 33,0 | 28,3 | 22,9 | 31,2 |
Précipitations (mm) | 19 | 20 | 15 | 21 | 25 | 70 | 237 | 235 | 113 | 17 | 9 | 9 | 790 |
Nombre de jours avec pluie | 1,7 | 2,5 | 2,5 | 2,0 | 2,8 | 5,5 | 13,0 | 12,1 | 5,7 | 1,7 | 0,6 | 1,6 | 51,6 |
New Delhi a été frappée à plusieurs reprises par des attentats islamistes : en octobre 2005, trois explosions provoquent la mort de 66 personnes. Le 13 septembre 2008, plusieurs explosions sont revendiquées par les Moudjahidins indiens, un groupe islamiste.