Hanoj leží v "deltě Rudé řeky", v centru severního Vietnamu. Na severu sousedí s provincií Thai Nguyen, na západě a na jihu s provinciemi Vinh Phuc a Ha Tay, na východě a jihovýchodě s provinciemi Bac Giang, Bac Ninh a Hung Yen.
Hlavním městem protéká několik řek a také jméno Hanoj znamená "území na této straně řeky".
Hanoj leží v tropickém monsunovém pásmu, kde se rok dělí na dvě hlavní období. Během období sucha, které trvá od října do dubna, je počasí celkem svěží a jen málokdy zaprší, kromě ledna až března. I tehdy je ještě trochu chladno, ale prší už o něco více. V období dešťů, které trvá od května do září, je horko s vydatnými lijáky a tajfuny.
Průměrná roční teplota činí 23,3°C. Průměrná teplota v zimě je kolem 17,2°C, může však poklesnout až na 8°C. Průměrná teplota v létě činí 29,2°C, může však dosáhnout až 39°C.
V 3. století před Kristem se Thuc An Duong Vuong (král Thuc) rozhodl umístit hlavní město lidu Au Lac (tehdejší název Vietnamců) do Co Loa (jež leží vlastně v dnešním okrese Dong Anh ve Velké Hanoji). Hanoj se později stala jádrem nejednoho odbojového hnutí proti útočníkům ze severu. Město ležící uprostřed "delty Rudé řeky" se postupně rozrůstalo a stalo se prosperujícím centrem s početným obyvatelstvem. Za nadvlády severních sousedů se Hanoj v různých časových obdobích stávala nejpřednějším městem ve Vietnamu.
Po dobu jednoho tisíce let nesla Hanoj nejprve název Thang Long (Město draka letícího vzhůru), později Dong Do a Dong Kinh (obojí s významem Východní hlavní město)a teprve roku 1831 nabyla svého dnešního jména Hanoj. Tento posvátný kus země se stal později ještě nejednou dějištěm celé řady osudných událostí.
Přes své dějiny bohaté na události, jež se vyznačovaly ničením, válkami a přírodními pohromami, může Hanoj dodnes stále ještě nabídnout mnoho starobylých a architektonických děl, knimž patří například stará městská čtvrt a více než 600 buddhistických chrámů a jiných svatyň. Proslulými památkami jsou "pagoda na jednom sloupu", chrám literatury, hanojská citadela, Velké divadlo a mausoleum prezidenta Ho Či Mina. Hanoj se kromě toho může pochlubit 18 nádhernými jezery, jako jsou například Jezero navráceného meče (Ho Hoan Kiem), Západní jezero a jezero Truc Bach.
Hanoj dělí 93 km od města Ninh Binh, 102 km od Haiphongu, 151 km od Ha Longu, 658 km od Hue, 763 km od Da Nangu a 1710 km od Ho Či Minova Města. Mezinárodní letiště Noi Bai je jedním z největších vietnamských letišť s četnými mezinárodními spoji. Vnitrostátní linky spojují Hanoj s Da Nangem, Ho Či Minovým Městem, Hue a Nha Trangem a mezinárodní linky vedou do celé řady zahraničních destinací.
Hanojské nádraží je hlavním vietnamským nádražím. Je výchozí stanicí pro pět tratí, které spojují Hanoj téměř se všemi provinciemi v celém Vietnamu.