Il sestiere di Cannaregio è il sestiere più esteso della città dopo Castello, ma il più popolato. Cannaregio infatti occupa quasi per intero tutta la parte della città a nord del Canal Grande, estendendosi dalla stazione ferroviaria (numeri bassi), a nord del sestiere di Santa Croce a cui è collegato tramite il Ponte degli Scalzi e il Ponte della Costituzione, fino a Castello, con cui confina a est e a sud quasi per intero, con l'esclusione della parrocchia di San Canciano che confina con Campo San Bartolomeo, nel sestiere di San Marco.
La via acquea principale è il Canale di Cannaregio, che collega il Canal Grande con la laguna. È l'unico canale interno del centro storico, oltre al Canal Grande, ad essere attraversato dai vaporetti.