Cossebaude ist ein Ortsteil im Westen der sächsischen Landeshauptstadt Dresden. Mit den benachbarten Ortsteilen Gohlis, Neu-Leuteritz und Niederwartha bildet er die gleichnamige Ortschaft. Cossebaude liegt im Elbtal an der Bundesstraße 6 gegenüber von Radebeul am Rande der linkselbischen Täler.

Die Gemarkung Cossebaude liegt neun Kilometer nordwestlich des Dresdner Stadtzentrums, der Inneren Altstadt, auf der linken Elbseite. Der Hauptteil der Ortslage befindet sich hierbei im Elbtalkessel, kleinere Teile ziehen sich auch bis zur Meißner Hochland genannten Lösshochfläche hinauf. Am dortigen Elbhang liegt, ebenfalls auf der Flur der Gemarkung Cossebaude, der Ortsteil Neu-Leuteritz. Angrenzende Gemarkungen sind die anderen Cossebauder Ortsteile Nieder- und Obergohlis im Osten und Norden und Niederwartha im Nordwesten. Im Westen grenzt Cossebaude an Oberwartha und im Süden an die Mobschatzer Ortsteile Brabschütz, Alt-Leuteritz und Mobschatz. Damit liegt Cossebaude entgegen der weit verbreiteten Annahme nicht direkt am Ufer der Elbe, sondern wird von dem Strom durch Niedergohliser Fluren getrennt. Der Ortsteil Cossebaude ist Teil des Dresdner statistischen Stadtteils Cossebaude/Mobschatz/Oberwartha. Der zum Teil erhaltene historische Cossebauder Ortskern liegt auf einer Höhe von 120 m ü. NN am Ausgang des Lotzebachtals und wird vom Lotzebach durchflossen.