桂林市位于广西壮族自治区的东北部，湘桂走廊南端。桂林北部及东北部与湖南省交界，东南部与广西壮族自治区贺州市接壤，南部与广西壮族自治区梧州市及来宾市毗邻，西部及西南部与广西壮族自治区柳州市相接。

桂林市位于南岭山系西南部、桂林—阳朔岩溶盆地北端中部，处在“湘桂夹道”中。地形为西部、北部及东南部高，中部较低。以中山或低中山地形为主，山峰海拔多在1000米，越城岭主峰猫儿山海拔2141.5米，称华南第一峰。