Черноморец се намира на 24 км на югоизток от гр. Бургас, на южния бряг на големия Бургаски залив и с превъзходно разположение в своеобразна падина край брега, на малък залив до самото море. Малкият залив, който още от стари времена гърците наричали „Агиос Николас“ (Свети Никола), има формата на морска подкова, обърната с отвора на север. Той именно дал и името на селището, Черноморец до 1951 година се нарича Свети Никола. По идеологически съображения името е сменено, но след политическите промени в края на 80-те години на ХХ век не е възстановено. На изток се намират остров Свети Иван и Созопол. Градът е разположен на красиви брегове, като в близост се намира заливът Вромос.