十堰市地处秦巴山区东部、汉江中上游地区，与河南西部、陕西南部、重庆东部3省市边境交界。东与湖北省襄阳市的保康、谷城、老河口3县（市）接壤，东北与河南省南阳市的淅川县相连，北与陕西省商洛市的商南、山阳、镇安3县相接，西与陕西省安康市的白河、旬阳、平利、镇坪4县毗邻，南与湖北省神农架和重庆市的巫溪县交界。大巴山东段逶迤于南，秦岭余脉屏障其北，汉江自西向东穿越全境。地跨北纬31°30′～33°16′，东经109°29′～111°16′，东西长约200千米，南北长约195.5千米。

十堰市山脉分属3个系：秦岭山脉东段延伸到十堰北部，武当山位于十堰中部，大巴山的东段横列于十堰西南部。这些山脉多由变质岩和石灰岩构成。特点是：山大谷狭，高差大，坡度大，切割深。最高点竹溪葱坪海拔2740.2米，最低点丹江口市潘家岩海拔87米。十堰市整个地势南北高，中间低，自西南向东北倾斜。全境可分为丘陵、低山、中山、高山　4种主地貌类型和河谷平地、山间盆地2种副地貌类型。