Şanlıurfa doğuda Mardin, batıda Gaziantep, kuzeybatıda Adıyaman, kuzeydoğuda Diyarbakır ile çevrilidir. İlin güneyinde Türkiye - Suriye sınırı uzanır. Yüzölçümü 19.336 km² olup genelde bir ova görünümündeki il merkezinin rakımı 518 m'dir. Şanlıurfa ili, konum itibarıyla Arap Platformu'nun kuzey bölümleri ile Güneydoğu Toroslar’ın orta kısmının güney etekleri üzerinde yer almaktadır. İlin kuzeyinde bulunan dağların yükseklikleri düşüktür. Dağlar arasında geniş ovalar yer alır. İlin en önemli akarsuyu Fırat Irmağı'dır. Şanlıurfa kenti içinde göl olarak nitelendirilen Halil-Ür-Rahman ve Aynzeliha olmak üzere iki göl mevcuttur. Ayrıca GAP Projesi ile yapay olarak oluşturulan Atatürk Baraj Gölü Türkiye'nin en büyük gölü olup, il sınırları içinde bulunmaktadır. Şanlıurfa ili, genel olarak plato görünümünde olup başlıca ovaları; Harran, Suruç, Viranşehir, Hilvan, Ceylanpınar, Bozova ve Siverek ovalarıdır.
Şanlıurfa kara iklimi özelliği gösterir. Yazları çok kurak ve sıcak, kışları bol yağışlı, nispeten ılıman geçmektedir. Deniz etkisinden uzak bir bölgede bulunmaktadır. Bu özellik sıcaklık ve yağış bakımından kendisini göstermektedir. Şanlıurfa tabii bitki örtüsü bakımından oldukça fakirdir. Tektek Dağları’nda ise geniş bir alanda yabani fıstık ağaçları yer alır. Bunlar zamanla aşılanarak üretime kazandırılmıştır. Step kalktıktan sonra bir çöl manzarası ile karşılaşılır. Şanlıurfa'nın sulama yapılan alanlarında ve değişik bölümlerinde, özellikle Fırat nehri havzasında erozyonu önlemek için ağaçlandırma çalışmalarına hız verilmiştir.