咸阳位于中国的中心，是中国大地原点所在地，自古就是西部战略重镇。咸阳地处陕西
关中平原腹地，位于东经107°38′至109°10′，北纬34°11′至35°32′之间。咸阳东南邻省会西安市，西与宝鸡市、杨凌示范区毗邻，东北与渭南市、铜川市交界，西北与甘肃省接壤。
咸阳市地处暖温带，属
温带季风气候，四季冷热干湿分明。气候温和，光、热、水资源丰富，利于农、林、牧、副、渔各业发展。年平均温度9.0—13.2℃，年极端最低气温-18.6℃，年极端最高气温41.2℃。全年太阳辐射4.61×109—4.99×109
焦耳/平方米。年累计光照时数平均为2017.2—2346.9小时，六、七、八三个月的日照时数约占全年的32%，对夏季作物的成熟和秋季作物的生长发育很有利。因地形特征，又分为两个具有明显差异的气候区：南部平原地区气候温和，四季分明。年平均气温12℃，无霜期213天；北部高原沟壑区，气候稍寒，冬春略长，年平均气温不足10℃，无霜期180天。全境年均降水量500—600毫米，由南向北递增，50%集中在7、8、9月，常常秋雨连绵，久阴不晴。
咸阳卫星遥感地貌
咸阳由东南向西北呈阶梯形，表现为三个单元：一是南部
渭河、泾河平原，约占总面积1/5；二是中部台塬区，也约占总面积的1/5；三是北部高原
丘陵区，约占总面积3/5。南北长123公里～145公里，东西宽65公里～106公里，总面积10196平方公里。咸阳市地势北高南低，呈阶梯状，高差明显，界限清晰，
黄土高原、平原居主导地位。
境内大小11条土石山岭，集中在北部。市区海拔378—421米。东北部的石门山海拔为1885.3米，为咸阳最高点。咸阳最低处在东南部三原县大程镇清河出境地，海拔362米。境内山脉集中分布在中北部，主要有子午岭余脉的马栏山、石门山，中部嵯峨山、
笔架山、九嵕山，北仲山和五峰山自南而北依次排列，将咸阳分为南北两个特点不同的自然区。南部九县区（市）属黄土川塬，北部五县属黄土高原丘陵沟壑区。