天水市位于中国甘肃省东南部，地理坐标为34°36′N～35°44′N，105°37′E～107°39′E之间，整个市区的海拔高度在800-1700米之间。
天水市地理位置东邻陇南市、庆阳市，南接定西市、兰州市，西临陇南市、临夏州，北接武威市、张掖市等，是甘肃省的东南门户，也是连通东西北的重要交通要道。
天水市地势起伏较大，以崇山峻岭和高原、丘陵为主，市区地势相对平坦，但也有不少山脉和丘陵地带。市区内有诸如麻秧山、嵩阳山、步云山等众多山峰，海拔高度在800-1000米之间，而北部靠近陇西的地方则有进化山和辉山，最高峰海拔高度有2216米。
天水市的地形地貌非常复杂，但市区的海拔高度普遍在800米左右。
