Medford cách biên giới miền bắc California khoảng 27 dặm Anh (43 km) về phía nam, ở vĩ tuyến 42.3° bắc, nửa đường từ xích đạo đến bắc cực. Theo Cục Điều tra Dân số Hoa Kỳ, thành phố có tổng diện tích là 56,2 km² (21,7 mi²), tất cả là đất. Thái Bình Dương nằm cách thành phố 75 dặm Anh (121 km) về phía tây và là bờ biển gần nhất. Sông gần nhất là Sông Rogue (cách thành phố 8 dặm hay 13 km), và hồ gần nhất là Hồ Agate (cách thành phố 13 dặm hay 21 km).

Các thành phố nhỏ lân cận là Grants Pass, Klamath Falls, Roseburg, Redding (California), và Crescent City (California). Medford cách Salem, thủ phủ của tiểu bang Oregon khoảng 229 dặm (369 km) về phía nam. Xa lộ liên tiểu bang gần nhất là Xa lộ liên tiểu bang 5 chạy theo hướng nam bắc qua trung tâm thành phố.

Medford nằm trong phần tồn tại của khu vực dung nham chảy ra của núi lửa cổ như được chứng minh qua những hình thể dung nham Đá Upper và Lower Table, Núi McLoughlin, Hồ Miệng núi lửa (Crater Lake), đó là những di tích của Núi Mazama.

Medford nằm trong một "nơi che chắn thời tiết" giữa Dãy núi Cascade và Dãy núi Siskiyou và được gọi là Thung lũng Rogue. Chính vì thế, phần nhiều mưa xuất phát từ Tây bắc Thái Bình Dương và Oregon nói riêng không rơi xuống Medford, khiến cho nó là nơi khô hơn và có nhiều nắng hơn Thung lũng Willamette. Khí hậu Medford tương đối ấm áp, cả trong mùa hè và mùa đông, hơn vĩ tuyến nó mà nó nằm trong đó. Các dữ liệu khí hậu cho thấy khi hậu của nó gần giống với khi hậu của Madrid. Mùa hè thì giống như của Đông Oregon, và mùa đông giống như của bờ biển Oregon. Tại Medford, mùa hè có đến 90 ngày nhiệt độ trên 90 °F và nhiệt độ trên 100 °F thường là vào tháng 7 và tháng 8. Tháng 8 năm 1980, nhiệt độ của nó lên đến trên 110 °F trong khoảng trên 1 tuần, trong đó có hai ngày nhiệt độ lên đến 117 °F. Medford hiếm khi có tuyết rơi, trung bình ít hơn một inch cứ mỗi hai hoặc ba năm.