张家界市位于 湖南省 西北部，地处 云贵高原 隆起与 洞庭湖 沉降区结合部，介于东经109度40分至111度20分、北纬28度52分至29度48分之间，东接 石门县 、 桃源县 ，南邻 沅陵县 ，北抵 湖北省 的 鹤峰县 、 宣恩县 。市界东西最长167公里，南北最宽96公里。张家界市总面积9653平方公里，占湖南省面积的4.5%。
张家界市的地层复杂多样，造化了当地的特色景观。主要有山地、岩溶、丘陵、岗地和平原等，山地面积占总面积的76%，其中最具特色的是石英砂岩峰林地貌，为世界罕见。城市地势西北高，沿澧水向东南倾斜。
在市域另一个突出的表现是由于地壳上升，溪流向下切割作用加大，来不及将河流拓宽，而使河谷形成隘谷、峡谷。河的谷底极窜成线形，两壁陡峻，滩多水急。张家界市澧水源头、娄水上游、茅岩河段，就是这种河谷地貌。
俗话说“九寨沟看水，张家界看山”。武陵源核心景区中三千座石峰拨地而起，八百条溪流蜿蜒曲折，来张家界旅游观光的人，无不被武陵源奇特的砂岩峰林地貌和壮丽的喀斯特景观所倾倒，仿佛置身于神山仙境之中，故而张家界有“中国山水画的原本”、“缩小的仙境，放大的盆景”的美誉。2010年首部3D电影《阿凡达》，更是让其中的电影取景地——张家界的美景享誉世界。
