桂林市位于南嶺山系西南部，地處湘桂走廊南端，廣西壯族自治區(qū)東北部，地處東經(jīng)109°36′50″—111°29′30″，北緯24°15′23″—26°23′30″，境域南北長(zhǎng)236公里、東西寬189公里。北部及東北部與湖南省交界，東南部與廣西壯族自治區(qū)賀州市接壤，南部與廣西壯族自治區(qū)梧州市及來賓市毗鄰，西部及西南部與廣西壯族自治區(qū)柳州市相接，總面積2.77萬平方公里（其中中心城區(qū)866.36平方公里），占廣西壯族自治區(qū)總面積的11.74%。

桂林市位于南嶺山系西南部、桂林—陽(yáng)朔巖溶盆地北端中部，處在“湘桂夾道”中。地形為西部、北部及東南部高，中部較低。以中山或低中山地形為主，山峰海拔多在1000米，越城嶺主峰貓兒山海拔2141.5米，稱華南第一峰。平樂縣海拔低至97米。山峰與盆地間的相對(duì)高差為600～1600米，坡度20°～45°。市區(qū)東西兩側(cè)為低山丘陵地形，海拔標(biāo)高300～600米，相對(duì)高差200～300米；南北兩端為低緩的丘陵。崗壟丘地形，海拔標(biāo)高160～200米，相對(duì)高差10～20米，中部為典型的巖溶地貌，峰奇水美，呈現(xiàn)為巖溶峰林及地勢(shì)開闊平坦的孤峰平原和河谷階地，地面海拔標(biāo)高150～160米，峰頂標(biāo)高200～300米。

桂林地處低緯，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。境內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，無霜期長(zhǎng)，光照充足，熱量豐富，夏長(zhǎng)冬短，四季分明且雨熱基本同季，氣候條件十分優(yōu)越，唐代詩(shī)人杜甫以“五嶺皆炎熱，宜人獨(dú)桂林”贊譽(yù)桂林的氣候。桂林三冬少雪，四季常花，（1981-2010年）年平均氣溫接近19.1攝氏度。7、8兩月最熱，平均氣溫為28攝氏度左右，1、2兩月最冷，平均氣溫為9攝氏度左右，最低氣溫偶爾降到攝氏0度以下，年平均降水日數(shù)166天，連續(xù)降水最長(zhǎng)日數(shù)30天，年平均降雨量1887.6毫米，年平均相對(duì)濕度為76%。全年風(fēng)向以偏北風(fēng)為主，平均風(fēng)速為2.2～2.7米/秒，年平均日照時(shí)數(shù)為1447.1小時(shí)，平均氣壓為995.1百帕。

桂林市處于西江支流的桂江流域，集雨面積19288平方公里。桂江上游的漓江和湘江有運(yùn)河（靈渠）溝通。境內(nèi)漓江流域面積12565平方公里，干流長(zhǎng)295.27千米，實(shí)測(cè)多年平均徑流量為128.95億立方米，多年平均流量408.9立方米/秒。桂江下游馬江站，多年平均徑流量為175億立方米；汛期流量為145.2億立方米，占年徑流量的81%；平均含沙量為0.13千克/立方米，侵蝕模數(shù)為129噸/平方公里。漓江自北向南蜿蜒流淌，其主要支流有桃花江、小東江、南溪河、良豐河（相思江）、寧遠(yuǎn)河。長(zhǎng)江水系的支流分布在市東北部的資源縣，在區(qū)內(nèi)流域面積8283平方公里，占廣西總面積的3.5%。在流域面積內(nèi)50平方公里以上的河流有30條，總徑流量為93.1億立方米，占全區(qū)總徑流量的5%，徑流深1124毫米；主要河流有湘江和資水，流入湖南的洞庭湖，歸流長(zhǎng)江。

桂林市礦產(chǎn)資源較為豐富，已發(fā)現(xiàn)可利用礦產(chǎn)48種，其中查明有一定資源儲(chǔ)量并開發(fā)利用的礦產(chǎn)40種。在查明資源儲(chǔ)量的礦產(chǎn)中有17種位居全區(qū)前列。其中，滑石礦質(zhì)量居世界前列，探明資源儲(chǔ)量居全國(guó)前列；鉛鋅、鈮鉭、花崗巖、石灰?guī)r、大理巖、重晶石、礦泉水等資源前景較好；滑石、大理巖、花崗巖、石灰?guī)r、螢石、礦泉水及雞血石等具有較大開發(fā)潛力。

桂林市境內(nèi)野生動(dòng)物繁多，陸棲脊椎野生動(dòng)物約545種，其中兩棲類36種，爬行類58種，鳥類375種，獸類76種。屬國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危動(dòng)物69種，包括黃腹角雉、白頸長(zhǎng)尾雉、金雕、蟒蛇、豹、云豹、林麝7種國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物。

桂林市森林資源豐富，森林覆蓋率70.91%。各縣森林覆蓋率達(dá)55.3%～78.8%，龍勝縣是廣西第一個(gè)綠化達(dá)標(biāo)縣。全市建有森林旅游景區(qū)50多個(gè)，主要分布在龍勝、資源兩縣和花坪、貓兒山、千家洞、海洋山自然保護(hù)區(qū)和10多個(gè)國(guó)有林場(chǎng)中。