El urbanismo de Carthago Nova estuvo siempre condicionado por una topografía peculiar dominada por tres elementos principales: península, puerto y colinas.
En la península se asentó la urbe, bañada al norte por una laguna o estero y por el mar al sur y occidente. Tan solo una estrecha lengua de tierra, localizada hacia el este y un paso artificial a través del puente que salvaba el canal que unía estero y mar, conectaban la península con tierra firme.
El casco urbano estaba salpicado por cinco colinas, denominadas en la Antigüedad como Arx Asdrubalis, actual Cerro del Molinete, y los Mons Saturnii, Aletis, Vulcanii y Esculapii, este último identificado con el Monte de la Concepción.
El trazado urbano de Carthago Nova hubo de adaptarse a esta difícil topografía, al tiempo que trataba de seguir los parámetros básicos del urbanismo romano, dominado por el plano ortogonal, regularidad geométrica y abundancia de espacios públicos.
Existían dos calles principales que recorrían la ciudad, de norte a sur el Cardo y de este a oeste el Decumanus. En el cruce de estas calzadas se alzaba el Foro, centro administrativo, político, social y religioso de la ciudad. Las arterias se encontraban acompañadas de calles secundarias que se cruzaban formando manzanas de casas.
Una de las aportaciones más notables de los romanos a la Historia del Urbanismo es su preocupación por la calidad de vida de los ciudadanos. Prueba de ello son los acueductos para el abastecimiento hídrico, las alcantarillas, aceras, pasos para peatones, mercados y edificios para el ocio, tales como el Circo o el Teatro. Todas estas novedades estuvieron también presentes en la ciudad de Carthago Nova.
Desde tiempo inmemorial el puerto ha sido hito constante en el paisaje cartagenero. Los romanos supieron explotar las virtudes que ofrecía un puerto natural al abrigo de los vientos y estratégicamente localizado en el Mediterráneo occidental. La ensenada se hallaba bañada por las aguas del Mar de Mandarache, un mar desaparecido que ocupaba la zona noroeste de la actual bahía, comunicado mediante un estrecho con el Mar Mediterráneo.
Las favorables condiciones para el comercio del puerto constituyeron el acicate imprescindible para el florecimiento urbano, económico y monumental de la ciudad de Carthago Nova.
