Thermenlinie na granicy Kotliny i Lasu Wiedeńskiego), na północnym zachodzie – z Podkarpaciem Zachodnim (Pogórze Weinviertel), na północnym wschodzie – z Zewnętrznymi Karpatami Zachodnimi (Las Żdanicki, Białe Karpaty i Małe Karpaty), a na południowym wschodzie – z następną w łańcuchu naddunajskich kotlin Kotlina Panońską (graniczne Góry Litawskie). Łączna powierzchnia Kotliny wynosi około 7 tys. km², z czego około 3,7 tys. km² leży w Austrii, pozostała część – na Słowacji, a niewielki pas – na Morawach.
Kotlinę Wiedeńską przecinają dwie wielkie rzeki: Dunaj, płynący tu z zachodu na południowy wschód, oraz Morawa, płynąca z północy na południe. Dunaj wpływa z Kotliny Tullneńskiej do Kotliny Wiedeńskiej przez Bramę Wiedeńską i opuszcza ją Bramą Hainburską. Morawa wpada do Dunaju na wschodniej granicy Kotliny, u zachodnich stóp Małych Karpat. Te rzeki determinują podział kotliny Wiedeńskiej na mniejsze jednostki fizykogeograficzne. Na wschód od Morawy, między Białymi Karpatami na północy a Małymi Karpatami na wschodzie leży Nizina Borska, która stanowi słowacką część Kotliny Wiedeńskiej. Morawską część Kotliny Wiedeńskiej stanowi Obniżenie Dolnomorawskie, będące w zasadzie częścią doliny Morawy u ujścia Dyi. Z kolei w Austrii Kotlina Wiedeńska zajmuje wschodni skraj Dolnej Austrii – wschodnią część tzw.