Місто Вилкове розташоване в українській частині дельти Дунаю, на крайньому південному заході України, в Кілійському районі Одеської області. Це останній населений пункт на узбережжі Дунаю перед його впадінням у Чорне море. Місто розташоване на кордоні з Румунією.
Його незвичайність у тому, що стара частина міста стоїть на воді. Замість вулиць там канали, якими переміщуються на своєрідних українських гондолах («У.К.» – традиційний венеціанський грібний човен) та моторних човнах.
Спільно із природними притоками дельти Дунаю рукотворні канали утворили єдину водну систему Вилкового. Вона займає до 45% території міста, цими каналами на човні можна потрапити у будь-яку його частину. Місто розташоване на воді, тому вся земля тут наносна. Поряд із містом знаходиться Дунайський біосферний заповідник.