由目前中華民國自由地區五個原有或新成立的直轄市（臺北市、新北市、臺中市、臺南市及高雄市）選出新一屆的市長及市議員。其中除臺北市維持其原有規模外，新北市、臺中市及臺南市分別由原臺灣省轄之臺北縣改制、臺中縣臺中市合併改制及臺南縣臺南市合併改制，而高雄市則由原直轄市高雄市及臺灣省轄之高雄縣合併改制。
這場選戰是續2009年縣市長選舉後，中國國民黨的馬英九政府所面臨的另一次全國性選舉，被視為對新政府的另一輪信任投票。由於五個直轄市的人口合計達1,370萬，佔全臺灣總人口的六成左右，故此次選舉被視為臺灣政治局勢日後發展的關鍵指標，同時也具有2012年總統大選前哨戰的重大意義。

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2010年中華民國直轄市市長選舉結果：
藍色：中國國民黨所贏得之臺北市、新北市及臺中市。

綠色：民主進步黨所贏得之臺南市及高雄市。

台北市情形：

台北市議員選舉情形：

新北市情形：

新北市議員選舉情形：

台中市情形：

台中市議員選舉情形：

台南市情形：

民進黨籍賴清德壓倒性優勢！