Velbert ligger i åsene Berg, omtrent 20 km nordøst for Düsseldorf og 12 km nordvest for Wuppertal ved den venstre bredden av elven Ruhr.
Velbert ligger i den høyeste delen av Berg og gjennomsnittshøyden i byen er 230 meter over havet. Det høyeste punktet er 303 meter, ved Hordt-Berg, og det laveste er rundt 80 meter ved Nierenhof am Deilbach.