Situata in provincia di Grosseto, dista dal capoluogo circa 50 km. La città, bagnata dal Mar Tirreno, si affaccia al centro del Golfo di Follonica.
Il territorio comunale confina a nord con il comune di Suvereto e la provincia di Livorno, a nord-est con il comune di Massa Marittima, a sud-est con il comune di Scarlino, a sud-ovest è bagnato dal Mar Tirreno, mentre a nord-ovest confina nuovamente con la provincia di Livorno e il comune di Piombino.
Follonica è una cittadina giovane, in quanto la sua data di nascita coincide con la costruzione delle Reali e Imperiali Fonderie volute da Leopoldo II di Toscana nel 1834. Ma come località e punto di approdo, Fullona viene menzionata per la prima volta nel 1038 in un atto di donazione di terreni all'Abbazia di Sestinga, proprietaria di gran parte dell'Alta Maremma. La storia di Follonica è soprattutto legata, in antico, a quella del Castello di Valli, i cui ruderi ancor oggi sono situati a nord della città su un'altura che domina il Golfo e la cui prima traccia storica si ha addirittura nell'884: è senza dubbio l'unico centro abitato dal 1834 quando, attorno alle fonderie, si cominciò a sviluppare il villaggio, che comunque, sino al 1838, rimase sotto la giurisdizione di Valli.

Da quell'anno, cominciò l'ascesa di Follonica di pari passo con l'importanza economica e culturale, che venivano assumendo le sue fonderie, in un crescendo che ne ha fatto la città odierna. Occorre inoltre precisare che l'uso del ferro e dei suoi derivati (ghisa in particolare) sono tipici della città sin dal tempo degli etruschi, che sono stati una grande risorsa per lo sviluppo siderurgico di tutta la zona e che, ancora oggi, si possono vedere le tracce degli altoforni nelle vicine colline metallifere.
L'etimologia dall'etrusco fullona, o dall'equivalente latino fullonica (opificio), indica il luogo dove anticamente si lavoravano e tingevano i panni.
Da un punto di vista artistico, Follonica può vantare le seguenti opere:
la chiesa di San Leopoldo, nel centro della cittadina, è stata consacrata nel 1838 e progettata da Alessandro Manetti e Carlo Reishammer. E' l'unica chiesa italiana con il frontone in ghisa (più precisamente il pronao, il rosone e l'abside).

La chiesa dei Santi Pietro e Paolo, degna di nota seppur di nuovissima costruzione.
La Pievaccia, nei dintorni dell'entroterra comunale, la Cappella della Fattoria Bicocchi, presso l'omonima fattoria e la Cappella del Castello di Valle, presso il Castello di Valle.
Area ex ILVA è invece un sito di interesse del Parco tecnologico archeologico delle colline metallifere grossetane.
Infatti Follonica è uno dei sette Comuni che compongono il Parco Tecnologico Archeologico delle Colline Metallifere Grossetane le finalità istituzionali riguardano il recupero, la conservazione e la valorizzazione del patrimonio ambientale, storico-culturale e tecnico-scientifico delle Colline Metallifere, segnate in particolar modo dall'esperienza mineraria. La porta del Parco cioè il centro di accoglienza e informazioni all'interno del comune di Follonica è situata presso il Museo del Ferro e della Ghisa.

Per quanto riguarda le aree naturali:
Il Parco interprovinciale di Montioni, la Riserva naturale Poggio Tre Cancelli e la Riserva biogenetica Tomboli di Follonica.

Follonica ha una grande tradizione turistica. A partire dagli anni sessanta, con la grande crescita demografica, ha iniziato ad attrarre turisti. La posizione naturale, nel centro del golfo, davanti all'isola d'Elba garantisce un mare sicuro e con un lento declivio. Follonica è anche il naturale sbocco al mare di Arezzo e di Siena. La città in estate quintuplica i suoi abitanti accogliendo infatti oltre ai turisti che popolano gli alberghi e i campeggi, il popolo dei vacanzieri che hanno a Follonica la propria seconda casa.
Meta turistica apprezzata dalle famiglie, sia per la bellezza e la sicurezza del suo mare, per le pinete che garantiscono serenità e svago per i più piccoli, sia per la tranquillità che Follonica garantisce anche in piena estate.

A partire dal 2000 e per ogni anno successivo fino al 2009 Follonica ha conquistato la bandiera blu d'Europa che certifica l'alta qualità delle acque e della costa, l'efficienza dei servizi e delle misure di sicurezza e l'alto livello di educazione ambientale. Negli anni 2001, 2002 e 2003, ha conquistato le 3 vele di Legambiente. Dal 2004 fino al 2009, Follonica ha conquistato le 4 vele di Legambiente, che la classificano tra le prime località turistiche italiane. Nel 2008 ha ricevuto il "Premio Targa Blu Italia", riconoscimento internazionale sulla sicurezza stradale, che consiste nell'istituzione di un sistema di controllo e/o di certificazione in materia di mobilità urbana.