桜井市は、奈良盆地の中央東南部に位置し、東経 135度51分、北緯34度31分に市の中心部があります。東西11.9km、南北16.4km、面積は98.92km2で、奈良県総面積の2.7％を占めています。 県庁所在地奈良市までは、20km圏（30分圏）、大阪市へは40km圏（１時間圏）にあります。
気候 市街地を形成している奈良盆地、大和高原南部丘陵地もしくは山岳地とで気候条件が異なり、盆地山麓気候と丘陵気候とに大別されます。丘陵部は、盆地部より気温がやや低く、降雨はやや多くなっています。全般的に夏の暑さ、冬の寒さは厳しく、盆地から山麓、さらに丘陵への移動型気候となっており、地域によって感じる気候は多岐にわたっています。
地勢 北部は、貝ケ平山、藺生峠、竜王山を経て山辺郡、天理市に続き、南部は、竜門岳を境として吉野郡に、さらに、熊ケ岳、経ケ塚の山峰を擁し、宇陀郡におよびます。中央部から東へは、三輪、巻向、初瀬の山々が連峰し、大和高原の一部となっています。これらの山々に囲まれ、平坦部は、西北部にしだいに傾斜しながら大和平野にひろがり、田原本町、橿原市と隣接しています。河川は、大和川の源流である大和川（初瀬川）、粟原川、寺川、米川、巻向川などが流れています。市域全面積の約60％が山間部であり、地質は、硬質で安定した斑れい岩類を含んだ花崗岩で形成されています。
気候 市街地を形成している奈良盆地、大和高原南部丘陵地もしくは山岳地とで気候条件が異なり、盆地山麓気候と丘陵気候とに大別されます。丘陵部は、盆地部より気温がやや低く、降雨はやや多くなっています。全般的に夏の暑さ、冬の寒さは厳しく、盆地から山麓、さらに丘陵への移動型気候となっており、地域によって感じる気候は多岐にわたっています。
地勢 北部は、貝ケ平山、藺生峠、竜王山を経て山辺郡、天理市に続き、南部は、竜門岳を境として吉野郡に、さらに、熊ケ岳、経ケ塚の山峰を擁し、宇陀郡におよびます。中央部から東へは、三輪、巻向、初瀬の山々が連峰し、大和高原の一部となっています。これらの山々に囲まれ、平坦部は、西北部にしだいに傾斜しながら大和平野にひろがり、田原本町、橿原市と隣接しています。河川は、大和川の源流である大和川（初瀬川）、粟原川、寺川、米川、巻向川などが流れています。市域全面積の約60％が山間部であり、地質は、硬質で安定した斑れい岩類を含んだ花崗岩で形成されています。