Połtawa położona jest przy ujściu Połtawki do Worskli, między Kijowem a Charkowem. Miasto znajdowało się na terytorium lewobrzeżnej Ukrainy, która od 1686 roku ostatecznie znalazła w granicach Rosji. Rzeźba terenu jest przeważnie jednolita, co sprzyjało prowadzeniu działań zbrojnych przez piechotę rosyjską, która dominowała liczebnie nad oddziałami szwedzkimi.