Situato a circa 6 chilometri ad est di Milano, il territorio è compreso tra la SP ex SS 11 Padana Superiore (a nord, situata tra Cernusco sul Naviglio e Cassina de’ Pecchi) e la SP 14 Rivoltana (a sud, situata tra Rodano e Vignate) ed è disposto lungo l’asse nord sud, con una larghezza est ovest di un paio di chilometri. Questa conformazione a striscia lunga e stretta è frutto della storia della città, nata dalla fusione il 1º gennaio 1870 di due Comuni fino a quel momento indipendenti: Pioltello e Limito. Dall’epoca ad oggi il territorio compreso tra i due centri storici è stato quasi completamente urbanizzato, con la nascita del quartiere di Seggiano.

La striscia lunga e stretta è tagliata da diversi attraversamenti: la SP 103 Cassanese tra Pioltello e Vignate e la ferrovia Ferdinandea, sempre tra Limito e Vignate. È in fase di realizzazione la nuova stazione ferroviaria di porta, una delle tre previste nell’area di Milano, insieme con Rogoredo e Rho-Pero. Pioltello è inoltre capolinea della linea S6 del Servizio ferroviario suburbano di Milano.

A sud della SP 14 Rivoltana dagli anni ‘70 sorge il quartiere residenziale di San Felice prolungando verso sud la zona urbanizzata e portando quindi la Rivoltana all’interno del tessuto urbano della città anche se solo una minima parte (solo 2 strade) fa parte del comune di Pioltello. Negli ultimi anni, sempre a sud della SP 14 Rivoltana, si è sviluppato al confine con San Felice la nuova località Malaspina, che fino a pochi anni fa era sede solo del Liceo Scientifico Niccolò Machiavelli, mentre ora è diventato un nuovo e moderno centro residenziale ai margini del cosiddetto Bosco della Besozza (uno dei parchi cittadini). Dal 2009, in questa località è stata trasferita la sede italiana della multinazionale 3M, ubicata prima nella vicina San Felice.

Nonostante le vicissitudini subite da Pioltello, in particolare negli anni “60 e “70, con una fortissima crescita della popolazione e la nascita di quartieri residenziali di basso costo e bassa qualità, Pioltello presenta ancora oggi grandi superfici agricole e a verde, che la dividono da Milano e Segrate e l’avvicinano ai Comuni della Martesana, di cui fa geograficamente parte.

Dal 1999 Pioltello ha acquisito il titolo di città ed il motto con cui attualmente Pioltello si presenta è la città dei tre parchi, dove i tre parchi citati sono il Parco delle Cascine (definito con una delibera dalla ex Provincia di Milano PLIS: Parco Locale di Interesse Sovracomunale), il Parco di Trenzanesio (Villa Invernizzi) ed il Bosco della Besozza, quest’ultimo di proprietà comunale e sul quale sta sorgendo una delle foreste urbane finanziate dalla Regione Lombardia.