Cát Tiên nằm ở phía tây nam tỉnh Lâm Đồng, có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp với tỉnh Đắk Nông
• Phía tây bắc và phía tây giáp tỉnh Bình Phước
• Phía nam giáp tỉnh Đồng Nai
• Phía đông giáp huyện Đạ Tẻh và Bảo Lâm.

Cát Tiên nằm ở vùng thượng nguồn sông Đồng Nai. Sông Đa Dâng (còn gọi Đạ Đờng) làm ranh giới tự nhiên ở phía bắc, phía tây và phía nam của huyện.

Địa hình

Địa hình cơ bản của Cát Tiên là địa hình núi thấp chuyển tiếp từ vùng cao Nam Tây Nguyên xuống vùng đồng bằng. Độ cao trung bình 400m.Cát Tiên là một vùng tiếp giáp giữa Tây Nguyên và miền Đông Nam Bộ, được bao bọc bởi sông Đồng Nai từ 3 phía: tây, nam, bắc.

Khí hậu

Cát Tiên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo, nền nhiệt và bức xạ mặt trời cao đều quanh năm, không có những thay đổi cực đoan về khí hậu.

Lượng mưa lớn nhưng phân bố không đều tạo ra hai mùa: mùa mưa và mùa khô trái ngược nhau.Cát Tiên luôn luôn chịu cảnh hạn hán về mùa khô, lũ lụt về mùa mưa. Hàng năm, về mùa lũ, đất trồng lúa bị ngập lũ, độ sâu và thời gian ngập rất khác nhau giữa các khu vực, độ sâu ngập từ 0,5 đến hơn 3m, thời gian ngập kéo dài từ 15 ngày tới 3 tháng, có nơi ngập nước quanh năm.

Tài nguyên thiên nhiên

Về thổ nhưỡng, Cát Tiên có 3 nhóm đất chính:- Đất phù sa trên địa hình bằng thấp dọc sông Đồng Nai và các dòng suối, phù hợp cho việc trồng lúa nước, chiếm phần lớn diện tích đất nông nghiệp;- Đất vàng đỏ trên đá phiến sét có tuổi địa chất rất cổ trên địa hình cao;- Đất dốc tụ.Đỉnh núi cao nhất trong huyện là Laet Bite, nằm ở phía đông bắc, cao 659m.

Vườn quốc gia Cát Tiên, có khu bảo tồn tê giác một sừng.