Miasto leży w dolinie rzeki Parsęty, która oddziela Wybrzeże Trzebiatowskie od Wybrzeża Słowińskiego. Kołobrzeg położony jest na nizinnym i podmokłym obszarze zaplecza wydm nadmorskich. Około 3 km² zurbanizowanego obszaru miasta położone jest na wysokości 0–2,5 m, a wskutek tego zagrożone jest zalaniem przez podnoszący się poziom morzaK. Rotnicki, R. K. Borówka, N. Devine: Accelerated sea level rise as a threat to the Polish coastal zone – quantification of risk W: . Abrazja brzegu morskiego i zagrożenie powodzią sztormową jest przyczyną prowadzonych zabiegów ochrony wydm nadmorskich. Miasto jest przykładem silnej antropopresji obszarów nadbrzeżnych. Z powodu obecności obiektów infrastruktury wypoczynkowo-uzdrowiskowej, portowej i obiektów handlowych w strefie brzegowej nastąpiło całkowite przekształcenie i zanik naturalnych wydm nadmorskich po wschodniej części ujścia Parsęty. Po zachodniej stronie ujścia Parsęty na odcinku ok. 1,5 km znajduje się wysoki szeroki wał wydmowy. Wysoczyzna morenowa wschodniej części miasta osiąga wysokość 7–8 m n.p.m. Ograniczona od północy umocnionym brzegiem klifowym przechodzi bez wyraźnych krawędzi w dolinę przymorską.