丽水市处浙江省西南浙闽两省结合部，在东经118°41′～120°26′和北纬27°25′～28°57′之间。东南与温州市接壤，西南与福建省宁德市、南平市毗邻，西北与衢州市相接，北部与金华市交界，东北与台州市相连。市政府驻莲都区。距温州126公里，距金华市122公里，距杭州292公里，距上海512公里。

丽水市以中山、丘陵地貌为主，地势由西南向东北倾斜，西南部以中山为主，有低山、丘陵和山间谷地；东北部以低山为主，间有中山及河谷盆地。全市土地面积17298平方公里，其中山地占88.42%，耕地占5.52%，溪流、道路、村庄等占6.06%，是个“九山半水半分田”的地区。本市山脉属武夷山系，主要有仙霞岭、洞宫山、括苍山，呈西南向东北走向，分别延伸西北部、西南部和东北部。海拔1000米以上的山峰有3573座，其中1500米以上的山峰244座，龙泉市凤阳山黄茅尖海拔1929米，庆元县百山祖海拔1856.7米，分别为浙江省第一、第二高峰。

丽水市境内有瓯江、钱塘江、飞云江、灵江、闽江、交溪水系，与山脉走向平行，仙霞岭是瓯江水系与钱塘江水系的分水岭，洞宫山是瓯江水系与闽江、飞云江和交溪的分水岭，括苍山是瓯江水系与灵江水系的分水岭。各河流两岸地形陡峻，江溪源短流急，河床切割较深，水位暴涨暴落，属山溪性河流，由于落差大，水力资源蕴藏丰富。瓯江是全市第一大江，发源于庆元县与龙泉市交界的洞宫山锅帽尖西北麓，自西向东蜿蜒过境，干流长388公里，境内长316公里，流域面积12985.47平方公里，占全市总面积的78%。位于瓯江上游龙泉溪的紧水滩电站水库即仙宫湖，面积43.6平方公里，是全区最大的人工湖泊。

本市属中亚热带季风气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，无霜期长，具有明显的山地立体气候。年平均气温18.3～11.5℃，平均年日照1712～1825小时。无霜期180～280天。年均降水1400～2275毫米。 海拔400米以下地带，入春在3月中旬—下旬；入夏在5月底­—6月上旬；入秋在9月中旬后期­—下旬前期；入冬在11月下旬­—12月初。春季72—88天；夏季102­­—116天；秋季63­—69天；冬季105­­—124天。海拔每升高100米，平均入春推迟2­—3天；入夏推迟3—4天；入秋提早3—4天；入冬提早2—3天。春季延长1天左右；夏季缩短7—9天；秋季延长2天左右；冬季延长4—6天。春季：天气变化快，温度起伏大，多阴雨、冰雹和大风天气。夏季：初夏梅雨期，雨量集中，暴雨次数多，常造成洪涝灾害，盛夏除偶有台风影响到局部雷阵雨外，以晴朗炎热天气为主，日照强，气温高，蒸发快，常有伏旱。秋季：秋雨期短，多秋高气爽天气、常有秋旱。冬季：西北季风盛行，寒冷干燥，北方寒潮南下，多霜冻和冰雪天气。

丽水市设莲都区1个市辖区，辖青田、缙云、遂昌、松阳、云和、庆元、景宁7县，代管辖龙泉1市。景宁是全国唯一的畲族自治县。共有61个镇（畲族镇1个）、109个乡（畲族乡13个）、9个街道、115个居委会和3453个村民委员会。