Leży na północy kraju, na brzegu Zatoki Tallińskiej.
Zatoka Tallińska jest zatoką Morza Bałtyckiego w Estonii, w południowej części Zatoki Fińskiej. Położona jest ona między dwoma półwyspami: Kakumäe i Viimsi. Jej maksymalna głębokość dochodzi do 100 metrów. Na wodach zatoki leżą dwie wyspy: Aegna i Naissaar.
Jest ono również głównym źródłem wody pitnej dla miasta. Drugim co do wielkości jeziorem w Tallinnie jest Harkusøen, o powierzchni 1,6 km2.
Jej długość wynosi 105 km, a powierzchnia dorzecza 799 km2.
Przez miasto przebiega wapienny klif, który można zobaczyć w Toompea i Lasnamäe. Klif ten tworzy linię podziału geologicznego ziemi, na której znajduje się Tallinn - od południa obszar ukształtowany w ordowiku, a na północy w kambrze.
Według Eurostatu w 2004 roku Tallinn miał jedną z największych liczb obywateli spoza Unii Europejskiej ze wszystkich stolic państw członkowskich. Przy czym Rosjanie stanowili znaczącą mniejszość - około jedna trzecia mieszkańców Tallinna to imigranci pochodzenia rosyjskiego, z których większość posiada obecnie obywatelstwo estońskie.
W 2020 roku etniczni Estończycy stanowili ponad 52% populacji Tallinna (przed II wojną światową było to ponad 80%).
Były to fragmenty wyrobów ceramicznych z ok. 3000 p.n.e. i ceramiki z kultury pojedynczego grobu ok. 2500 r p.n.e.
Około roku 1050 na wzgórzu Toompea w dzisiejszym Tallinnie powstała pierwsza forteca.
W 1219 miasto zostało podbite przez króla duńskiego Waldemara II Zwycięskiego, który nakazał zburzyć istniejący tam zamek i na jego miejsce wybudować nową twierdzę. I pewnie dlatego w języku estońskim i fińskim nazwę Tallinn tłumaczy się jako "miasto duńskie.
W 1227 roku Duńczycy utracili miasto na rzecz Zakonu Kawalerów Mieczowych, którzy miasto nazwali Rewalem.
W 1236 roku Duńczycy ponownie zawładnęli miastem. Rozpoczęli budowę największych w tej części swoich ziem fortyfikacji, z murami liczącymi 2,5 km długości (jedne z najdłuższych w średniowiecznej Europie) wysokich na 16 m, posiadających 45 baszt.
W 1285 roku Rewel stał się członkiem Hanzy, a w 1346 roku Estonia wraz z Rewlem została wykupiona przez zakon krzyżacki. Krzyżacy przebudowali XIII-wieczny zamek na wzgórzu i dobudowali m.in. basztę noszącą nazwę "Długi Herman".
W tym czasie powstała większość historycznego centrum miasta. Jako atrakcyjne pod wieloma względami miasto, Rewal stał się celem rozgrywek politycznych swoich wielkich sąsiadów.
W 1561 roku przeszedł w ręce szwedzkie, a w 1710 dostał się pod panowanie cara Rosji Piotra I. Wtedy też zmieniła się nazwa miasta na Rewel.
Rewel pozostał w rękach Rosji aż do 1918 roku, gdy po ogłoszeniu niepodległości Republiki Estońskiej stolica otrzymała nowa nazwę Tallinn.
Od 1940 roku znajdowało się pod okupacją radziecką, od 1941 pod okupacją niemiecką, by w 1944 znowu trafić pod okupację radziecką.
W efekcie wojny miasto niezbyt ucierpiało, zniszczenia, które powstały były wynikiem nalotów sowieckich na Niemców. Podczas najbardziej niszczycielskiego sowieckiego nalotu bombowego w dniach 9-10 marca 1944 roku, na miasto zrzucono ponad tysiąc bomb zapalających. Spowodowało to rozległe pożary, śmierć 757 osób i pozbawienie dachu nad głową ponad 20 tys. osób.
Tallinn stopniowo odzyskał swoje zachodnie oblicze. Oprócz wpływów duńskich i niemieckich, w dzisiejszym Tallinnie można dostrzec ślady wpływów zarówno szwedzkich, jak i rosyjskich.
Dawne wpływy rosyjskie dostrzec można m.in. w katedrze Aleksandra Newskiego, którą zbudował car Piotr I ku pamięci osoby postrzeganej przez Estonię jako prześladowcę.
Jest to najstarsza część Tallinna, w której większość budowli powstała w XIII-XIV wieku. Jego powierzchnia wynosi 113 ha, a otulina 2253 ha. Stare Miasto w Tallinnie zdołało w całości zachować swoją strukturę średniowiecznego hanzeatyckiego miasta, nienaruszoną od XIII wieku. Graniczy ono z murami Tallinna.
W czasie bombardowań sowieckich w 1944 roku zniszczeniu uległo około 10% zabudowy Starego Miasta.
Ponad połowa estońskiego PKB wytwarzana jest w Tallinnie. Poza działalnością jako port morski, miasto rozwinęło się w sektorze technologii informatycznych - w 2005 roku The New York Times scharakteryzował Estonię jako "rodzaj Doliny Krzemowej nad Morzem Bałtyckim".
Skype to jeden z najbardziej znanych z kilku estońskich start-upów wywodzących się z Tallinna. Ostatnio stolica Estonii staje się jednym z głównych centrów IT w Europie.
Został wpisany na listę UNESCO jako Arcydzieło Ustnego i Niematerialnego Dziedzictwa Ludzkości. Odbywa się co pięć lat w lipcu na Tallińskim Festiwalu Piosenki równoległe z Festiwalem Tańca Estońskiego.
Estończycy posiadają jeden z największych zbiorów pieśni ludowych na świecie, z pisemnymi zapisami około 133 000 pieśni ludowych. Zespół chóralny składa się z ponad 30 000 śpiewaków występujących przed 80 000 publicznością.
Masowe śpiewanie pieśni i hymnu było zabronione w Estonii w czasie sowieckiej okupacji. We wrześniu 1988 roku rekordowa liczba 300 000 osób (ponad jedna czwarta wszystkich Estończyków) zebrała się w Tallinnie na festiwalu piosenki.
Organizowany jest on od 1997 roku i jest jedynym festiwalem w Europie Północnej, w regionie bałtyckim, posiadającym akredytację Międzynarodowej Federacji Producentów Filmowych (FIAPF) na prowadzenie Międzynarodowego Programu Konkursowego Filmu Fabularnego.
W 2010 roku na festiwalu odbyła się ceremonia wręczenia Europejskich Nagród Filmowych.