Штат Мичиган окружён четырьмя из пяти Великих озёр, 41,3% его площади приходится на водное пространство, а сама территория состоит из двух полуостровов — Нижнего и Верхнего, соединённых мостом Макино (Mackinac Bridge), а также множества островов. Из-за очертаний, Нижний полуостров иногда называют "варежкой".

На севере и востоке Мичиган граничит с канадской провинцией Онтарио водами озёр Верхнее и Гурон, соединенных рекой Св. Марии. Сухопутный участок границы с Онтарио проходит по вытекающей из Гурона реке Сент-Клэр, впадающей в озеро Сент-Клэр, и по вытекающей из Сент-Клэра реки Детройт, впадающей в озеро Эри. На юге — граница со штатами Огайо и Индиана. На западе — Нижний полуостров граничит водами озера Мичиган со штатами Иллинойс и Висконсин, а Верхний — сушей с Висконсином и водой Верхнего озера — с Миннесотой.

Общая береговая линия штата имеет длину 5,2 тыс. км (самый большой показатель среди континентальных штатов). На территории Мичигана находится более 11 тысяч внутренних озёр, что существенно влияет на климат штата.