日立鉱山から発展した鉱工業都市であり、久原房之助が日立鉱山を拠点として以来、当初は久原鉱業＝日本鉱業（現在の新日鉱ホールディングス）の企業城下町として、後年はその機械部門が分離した日立製作所（日立グループ）が親会社以上に巨大化（戦後は資本も独立）したため、主にその企業城下町となるが、本社は両社とも東京都に移転している。他に似たような企業城下町には、豊田市（トヨタ自動車）や新居浜市（別子銅山、住友グループ）などがある。
尚、都市名と企業名の混同を避けるために、日立市民は日立製作所を日製（にっせい）と呼び、都市名を日立（ひたち）と呼んで区別する（日製の略称はかつての日製商事＝現・日立ハイテクノロジーズなど、日立製作所グループでも用いられる）。
戦後の一時期、県庁所在地の水戸市を人口で上回っていたことがある。しかし近年は日立製作所グループの再編成などによって人口が減少し、十王町との合併にも関わらず20万人を割った。現在県内2位のつくば市に抜かれ、現在は県内3位となっている。
関東平野が久慈川（日立市と東海村の境）で北端となるため、東側の太平洋と西側の多賀山地に挟まれ、南北に細長く可住地が伸びている。可住地の多くは、日立製作所及びその関連企業の施設が占めているため、山間地を切り開いて造成した住宅地が多い。
可住地は大半が海岸段丘と扇状地であるため、水の便が悪い所が多い。川も河口付近まで谷になっているものが多い。昔は、沢の上流からかけどいと呼ばれる水道橋を作って用水を確保していた地域もある。また、扇状地の末端部分では泉が森のように地下水が湧き出し泉となっているところもある。
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南北に大きく伸びた海岸線を持つことから、市内には6箇所の海水浴場を持つ。名勝として、玉簾の滝（たまだれのたき）や諏訪梅林（すわばいりん）などがある。市内各地に桜の木が多く見られ、「日本さくら名所100選」にも選ばれている（かみね公園・平和通り）。
市北西部の日立鉱山には1914年に煙害対策として高さ155.7mの大煙突（だいえんとつ）が建てられ、鉱工業都市日立のシンボルとして長く親しまれた。これをモデルにした小説として、新田次郎の「ある街の高い煙突」がある。この大煙突は、1993年2月19日、この日に吹いた強風と老朽化の影響で突如倒壊し、現在は高さ54mとなっている。
総じて、常磐線の駅を目安に各地区が形成されており、大甕（おおみか）・多賀（たが）・助川（すけがわ）・小木津（おぎつ）・十王（じゅうおう）の国道6号沿線と、中里（なかざと）の国道349号沿線に分けられる。中里地区は、同じ国道349号沿線の常陸太田市との交流が多い。