Петрозаводск вытянут вдоль Онежского озера с северо-запада на юго-восток. Условно можно поделить город на центральную часть, северную, южную и западную (за железной дорогой). Центр города находится между двумя речками — с юга Лососинка, с севера — Неглинка, они обе впадают в Онежское озеро.
Южная часть города за Онежским тракторным заводом примечательна кафедральным собором Александра Невского (пр. А. Невского, 32, 1826—1832, архитектор Александр Постников, Пьетро Карло Мадерни, троллейбусы № 3, 6, 9 от университета до остановки "Кинотеатр «Сампо»"), Буквально в двух кварталах от него — ещё один пятиглавый Крестовоздвиженский храм (1848—1852) на самом старом в городе Зарецком кладбище, бывший главным в советское время и сохранивший первоначальный иконостас в стиле русского ампира. Если же двигаться на юг от центра по улице Ригачина вдоль Онежского озера — впрочем, от самого озера улица отделена бесконечными складами, фабриками и прочими зданиями производственного назначения — то можно достичь морского музея «Полярный Одиссей» (ул. Ригачина, 37 б), где представлены копии древнерусских и поморских судов. Проезд от вокзала троллейбусом № 1 до остановки "Станкозавод" или "Хлебокомбинат".
В северную часть Петрозаводска идёт троллейбус № 2. Вы повернёте с центрального проспекта Ленина у филармонии, проедете мимо Неглинского кладбища, а потом по набережной Варкауса вдоль Онежского озера. В этом районе расположена Петрозаводская консерватория им. Глазунова (ул. Ленинградская, 16) и главная концертная площадка «Калейдоскоп» (наб. Варкауса, 12). Конечная троллейбуса (завод Петрозаводскмаш) не приведёт вас, однако, к самому интересному, что есть на севере Петрозаводска. Искать это нужно в пригородном посёлке Соломенное, на стыке Онежского озера и Логмоозера, которые соединены узкой протокой, через которую перекинут понтонный мост (маршрутка № 23 из центра). Там довольно живописно, есть т.н. Бараньи скалы. Это главная дачная окраина Петрозаводска и местонахождение Ботанического сада ПетрГУ. На берегу протоки на каменной скале восстановлена Сретенская церковь (1775—1781) с красивым иконостасом. Кроме того, здесь есть урочище Чёртов стул (скала высотой 113 метров). Приемлемые спуски-подъёмы находятся по краям.
За железной дорогой расположен большой спальный район Древлянка, известный помимо прочего большим лыжным стадионом (троллейбусы № 1 и 8 от вокзала в направлении ул. Хейккинена). На западном выезде из города стоит старинная карельская деревня Сулажгора (Сулажмяги), есть церковь Дмитрия Солунского. Юго-восточную часть города занимает район Кукковка (по-карельски Куккомяги), расположенный на холме — это самое высокое место в городе (193 метра). Символ района — петух (карел, кукко), скульптура которого стоит на углу улиц Ровио и Сортавальской. Проезд троллейбусами № 2, 5 от вокзала.