Il sestiere di Santa Croce confina a sud e ad est con il sestiere di San Polo, avendo come limiti il Rio di San Stae, il Rio Marin e la prima parte di Rio della Frescada, fino alla parrocchia di San Pantalon.

A sud confina con il sestiere di Dorsoduro a Corte Gallo e Corte Barbo. A Nord è delimitato dal Canal Grande ed è collegato a Cannaregio tramite il Ponte degli Scalzi e il Ponte della Costituzione.

Se si esclude l'area del Tronchetto, di origini recenti, il sestiere risulta essere il meno esteso della città.