Der Dom bildet das Zentrum der Mainzer Altstadt am westlichen Rheinufer. Der Stadtkern liegt in einer Einbuchtung vor dem Steilabfall des Rheinhessischen Hügellandes auf Flussaufschüttungen und Kulturschutt. Der nach 975 n.Chr. begonnene Kirchenbau steht auf einer niedrigen Erdterrasse nur etwa 400 Meter vom Rheinufer entfernt. Der nahe Fluss kann dem Dom aber nur bei extremem Hochwasser gefährlich werden.

Dennoch wird die unterirdische Nassauer Kapelle des Doms immer wieder überflutet, wenn sich starke Niederschlagsmengen von den umliegenden Abhängen des Hochplateaus ansammeln und zum Fluss hin abfließen wollen. Keller und Tiefgaragen versperren diesen natürlichen Ablaufweg. Durch den Rückstau steigt der Pegel unter dem Dom und setzt die Kapelle unter Wasser.

Die Siedlungsspuren unter dem Dom reichen in die spätrömische Zeit zurück: Die entdeckten Sigillata-Scherben, Mauerreste und Teile einer Brunnenanlage gehörten vermutlich zu Lagerhäusern der römischen Provinzhauptstadt Moguntiacum. Die Mainzer Bischofskirche wurde demnach nicht auf den Fundamenten einer antiken Kultstätte errichtet. Der römische Tempelbezirk lag westlich des Domgeländes am heutigen Gutenbergplatz.