本届世运将在高雄县市23个场馆进行比赛。其中开闭幕式主场馆2009世运会主场馆是由日本知名建筑师伊东丰雄设计,为世界首座“开口式”现代体育场。
大部分场馆均在高雄市,只有3个场馆是在高雄县设置,分别是凤山市的高雄县立体育馆、鸟松乡的澄清湖与大树乡的义守大学阳明溜冰场。
场馆设置如下:
高雄都会公园:飞行运动
2009世运会主场馆:飞盘、七人制橄榄球
中山大学附属国光高级中学体育馆:拔河
莲池潭:轻艇水球、滑水、龙舟
高雄市现代化综合体育馆:体操、运动舞蹈
澄清湖:原野射箭、定向越野
高雄市立寿山国民中学:攀登
快乐保龄球馆:保龄球
高雄县立体育馆:武术
国际游泳池:蹼泳、水上救生
高雄市立体育场:浮士德球
中正技击馆:台球、短柄墙球、壁球
高雄师范大学体育馆:合球、巧固球
高雄市立文化中心至德堂:健美、有氧体操
高雄市立高雄高级中学体育馆:相扑
228和平公园:滚球
高雄市立立德棒球场:垒球
中山大学体育馆:柔术、空手道
西子湾海水浴场:水上救生、沙滩排球
中山大学逸仙馆:健力
高雄市立美术馆:定向越野
义守大学阳明溜冰场:滑轮溜冰