乌兰巴托始建于1639年，原是一处宗教首领行宫所在地，时称"敖尔告"(宫殿、宫邸之意)。1906年改称大库伦，是喇嘛教的中心和王公贵族居住的地方。1911年改称库伦。革命胜利后，蒙古政府将其定名为首都，并更名为乌兰巴托(意为红色英雄)。

乌兰巴托位于蒙古高原中部肯特山主脉南端的图拉河上游河谷地带，地处北纬48度23分32秒，东经107度17分58秒，海拔1350米，南北群山连绵，东西是广阔的草原，与中央省、肯特省、色楞格省的10多个苏木相连。图拉河从乌兰巴托市南面的博格多山脚由东向西缓流。色勒博河曲北向南将乌兰巴托市分为河东、河西两部分