Cap-Rouge est un des 35 quartiers de la ville de Québec, et un des sept qui sont situés dans l'arrondissement de Sainte-Foy–Sillery–Cap-Rouge. Son nom provient du promontoire de schiste rougeâtre situé à l'embouchure de la rivière du Cap Rouge.Avant les réorganisations municipales québécoises de 2002, Cap-Rouge était une municipalité distincte; cependant le quartier actuel est plus vaste puisqu'il s'étend au nord jusqu'à l'autoroute 40 (En plus des anciennes limites de la ville, il comprend également, de l'ancienne ville de Sainte-Foy, les secteurs suivants : Les Sources, Le Gendre/Chaudière et la portion nord du Lac Saint-Augustin). De 2002 au 1er novembre 2009 il était l'un des trois quartiers qui étaient situés dans le défunt arrondissement Laurentien. Il est délimité au sud par le fleuve Saint-Laurent.
Son nom est dû à la présence de roches rougeâtres de type schiste sur les falaises à l'ouest du parc de la Plage-Jacques-Cartier. Le secteur historique de Cap-Rouge a été principalement construit sur la partie basse de la rivière du Cap Rouge et autour de son embouchure. C'est également dans ce secteur et dans celui des rives avoisinantes du fleuve Saint-Laurent qu'on retrouve un vaste marais à Scirpe d'Amérique, désigné comme Aire de concentration pour les oiseaux aquatiques (ACOA) par le Ministère de l'Environnement. Le marais de Cap-Rouge abrite plus 18 espèces végétales présentes sur la liste des espèces menacées ou vulnérables du Québec, dont le gentianopsis élancé (variété de Victorin), la cicutaire maculée et l'eriocaulon de Parker ( Eriocaulon parkeri).