Der historische Stadtkern liegt nicht direkt am Thunersee, sondern etwa 1,5 Kilometer davon entfernt an der Aare. Die Innenstadt besteht aus dem Schlossberg, der Unterstadt, der oberen Hauptgasse und dem Bälliz. Auf dem Schlossberg steht das Schloss und die Stadtkirche. Das Bälliz ist eine Insel in der Aare beim Abfluss aus dem Thunersee und gehört seit dem 14. Jahrhundert zur Stadt. Seit 1988 ist das Bälliz eine Fussgängerzone. Heute ist es nicht nur die wichtigste Einkaufs- und Marktgasse der Stadt, sondern auch die kulturelle Insel und Zentrum sowie eine beliebte Flaniermeile.

Die neuen Stadtquartiere liegen auf der Schwemmebene am Nordwestende des Thunersees, welche von der Kander aufgeschüttet wurde, bevor diese 1714 in den See umgeleitet wurde.

Während im Norden die Nachbargemeinde Steffisburg mit dem Ortsteil Schwäbis direkt an die Innenstadt grenzt, reicht das Thuner Gemeindegebiet im Süden wesentlich weiter und umfasst entlang des linken Seeufers die ehemaligen Dörfer Dürrenast und Teile von Gwatt, welche heute zum geschlossenen Siedlungsgebiet der Stadt gehören. Im Westen der Gemeinde liegen das Quartier Lerchenfeld, die Allmend, welche heute vor allem als Truppenübungsplatz genutzt wird, sowie der Stadtteil Allmendingen. Im Osten reicht das Gemeindegebiet ins Hügelland hinein und umfasst das Dorf Goldiwil. Der mit der Stadt zusammengewachsene Ortsteil Hünibach am rechten Seeufer gehört nicht mehr zu Thun, sondern zur Gemeinde Hilterfingen.

Der Name Thun kommt vom keltischen Gattungswort dūnon (latinisiert dūnum), was «Palisadenwerk, Burg, befestigter Ort» bedeutet und urverwandt mit deutsch Zaun, englisch town ist.