Der Ortsbezirk Altstadt der Stadt Mainz umfasst im Wesentlichen die Teile der rheinland-pfälzischen Landeshauptstadt Mainz, welche auf die Gründung einzelner römischer vicii ab 13/12 v. Chr. bei Mogontiacum zurückgehen, beziehungsweise sich bis zur Stadterweiterung der 1870er Jahre innerhalb der Stadtmauer befanden.

Der Ortsbezirk entstand 1989 mit der Aufteilung des ehemaligen Bezirks Innenstadt in Oberstadt, Neustadt, Altstadt und Hartenberg-Münchfeld. Der Ortsbezirk Mainz-Altstadt wird begrenzt vom Rhein, der Gemarkungsgrenze Mainz/Weisenau, Weisenauer Straße bis zur Bahnlinie, Eisgrubweg, Kästrich, Martinsstraße, Mathildenstraße, Terrassenstraße, Alicenstraße, Parcusstraße, Kaiserstraße bis zum Rhein. Die Gebäude beidseits der Straßen Kästrich, Martinsstraße und Mathildenstraße sind jedoch dem Ortsbezirk Mainz-Oberstadt zugeordnet, auch wenn sie die Postleitzahl der Altstadt (55116) tragen und sich innerhalb der ehemaligen Stadtmauer befinden.

Die Viertel, die zur Altstadt gehören sind unter anderem das Bleichenviertel, das Schlossviertel, der Stefansberg, das Gebiet unterhalb der Kupferbergterrasse, das Lauterenviertel, der Winterhafen sowie die „klassische“ Altstadt, die von der Ludwigsstraße über den Brand, die Rheinstraße, die Holzhofstraße und die Weißliliengasse begrenzt wird.

Die Altstadt ist – neben dem in den 1960er Jahren neu errichteten Mainz-Lerchenberg – mit 2,4 Quadratkilometern einer der beiden flächenmäßig kleinsten Stadtbezirke von Mainz und weist – nach dem Ortsbezirk Mainz-Neustadt – die zweithöchste Bevölkerungsdichte der Stadt auf.