Cộng hòa Chuvash tọa lạc ở Nga thuộc châu Âu, tại trung tâm vùng kinh tế Volga-Vyatka, chủ yếu nằm về phía tây sông Volga, trong vùng cao nguyên Volga. Nó giáp với Cộng hòa Mari El về phía bắc, tỉnh Nizhny Novgorod về phía tây, Cộng hòa Mordovia về phía tây nam, tỉnh Ulyanovsk về phía nam, và Cộng hòa Tatarstan về phía đông và đông nam. Có hai nghìn con sông chảy qua nước này—những sông lớn gồm có Volga, Sura, và Tsivil—cũng như bốn trăm hồ nước. Một số hồ chứa nước thung lũng sông Volga nằm ở phía bắc nước này. Sông Sura chảy về phía sông Volga, tạo nên đa phần biên giới phía bắc đất nước. Nơi đây có khí hậu lục địa, với nhiệt độ trung bình từ −13 °C (9 °F) vào tháng 1 đến +19 °C (66 °F) vào tháng 7. Lượng mưa trung bình năm từ 450 và 700 milimét (18 và 28 in), chênh lệch từ năm này sang năm khác. Tài nguyên thiên nhiên gồm thạch cao, cát, đất sét, sapropel, photphorit và than bùn. Cũng có dầu mỏ và khí tự nhiên, dù chúng chưa được khai thát theo hướng thương mại. Rừng chủ yếu ở năm sông Sura và phủ lên 30% diện tích đất.[16]