荒尾市（熊本県）との関係

南隣にある荒尾市とは、ともに「三池炭鉱の街」として栄えてきたこともあり、現在でも経済的な繋がりが大変強い。県境を跨いで市街地が連続（連坦）し、一体化した人口集中地区（DID）を形成しており、自市以外への市町村別通勤・通学人口では、大牟田市は荒尾市へ、荒尾市は大牟田市への通勤・通学客が最も多いほか、自市以外からの市町村別通勤・通学人口においても、大牟田市は荒尾市から、荒尾市は大牟田市からの通勤・通学客が最も多い。また、荒尾市と共同でゴミ処理を行っていたり、水道局の井戸・配水施設が荒尾市内にあったりするなど、自治体間の関係も深い。

このような背景から、越境合併を望む声も少なくない。大牟田市内には荒尾市の飛地が3箇所存在するが、これはいずれも江戸時代に当時の三池藩が灌漑用水を融通してもらった見返りに肥後藩に提供したものである。なお、最寄りの高速道路のインターチェンジが玉名郡南関町にあるほか（九州自動車道南関インターチェンジ）、水道水を木土菊池川などから引いていたり、警察の交通取締りを福岡・熊本県警共同で行っていたりするなど、荒尾市以外の熊本県北部との結びつきもある。また熊本日日新聞の販売担当地域にも含まれている（一部郵送地区あり）

有明海に面している市西部には、干拓地や埋立地が広がっている。なお、有明海を隔てて島原半島と向い合っており、晴れた日には雲仙岳の姿を見ることができる。一方、市東部は三池山（388m）・上徳（うわとこ）山（258m）・大間（だいま）山（225m）などの小高い山が連なり、また市北部に稲荷山（181m）・甘木山（123m）、さらに市南東部には高取山（131m）といった丘陵地が点在している。

市内を流れる一級河川は存在しないが、二級河川は大牟田川、諏訪川、堂面川、隈川の4本があり、堂面川の支流として白銀川・長溝川・手鎌野間川などがある。

みやま市

福岡県の南部に位置し、北九州の南約100km、福岡市の南約50km、久留米市の南約20kmに位置する。一級河川矢部川を挟んで柳川市、筑後市と、矢部川の一部と市東部の山間部で八女市と、隈川や市南東の山間部で大牟田市と、また市南東部では熊本県玉名郡南関町および和水町とも隣接する。市域の多くは筑紫平野（筑後平野）に含まれる平地となっており、市の南西部は有明海に面する。

基幹産業は農業である。瀬高町東部および南部から高田町にかけては主に米作、瀬高町北部ではハウス農業でなすやセロリの栽培が盛んに行われている。市の東部を南北に貫く九州自動車道の東側および旧山川町域の大部分は山地となっており、この地域ではみかんを中心とした柑橘類の生産が盛んである。南部の有明海に面する地域では海苔養殖を含めた漁業も行われている。

また、古くは矢部川を水上交通路として利用したり、街道が通るなど陸上交通の要衝であったために、瀬高町上庄下庄の両地区は古くより市街化し宿場町として栄え、現在も酒造が盛んである。

市内において瀬高町の下庄上庄の両地区に市街地が形成されている。全体的に旧山門郡内での交流が盛んであるが、市最北部（瀬高町長田など）は隣接する筑後市と、高田町南部は大牟田市との結びつきが強い。

柳川市

筑後地方の主要都市の1つ。福岡市から西鉄天神大牟田線で約45分、久留米市、大牟田市から同線で約15分である。市内を掘割が縦横に流れることから水の都と呼ばれ、筑後地方南西部における商業の中心地であるとともに、鰻料理、掘割を使った川下り、旧藩主立花氏の別邸「御花」が全国的にも有名。このほかにも干拓地を中心にい草、有明海で海苔の養殖なども盛んな都市である。市域の中心部に旧柳河藩の城下町と西鉄柳川駅周辺からなる現在の市街地が形成されており、市街地を取り囲むように住宅地及び農地が広がっている。西鉄柳川駅周辺は福岡市の郊外・ベッドタウンの様相であり、城下町から発展した城内地区とは雰囲気が異なっている。市内を西鉄天神大牟田線が南北に貫いており、福岡市、久留米市への通勤路線となっている。