Denizli, Anadolu Yarımadası’nın güneybatı, Ege Bölgesi’nin doğusunda yer almaktadır. Ege, İç Anadolu ve Akdeniz Bölgeleri arasında bir geçit durumundadır. Denizli İli’nin her üç bölge üzerinde de toprakları vardır. Denizli ilinin doğu uç noktası; Çivril ilçesi Gümüşsu – Gökgöl Koyu Dinar sınırında Efekli Tepe, batı uç noktası; Buldan ilçesi Alandız Koyu, Manisa – Sarıgöl sınırında Tezek tepe) 38o29′ – 38o52′ kuzey paralelleri (Kuzey uç noktası; Çivril Çapak Koyu, Afyon sınırında Avgan Damları mezarlığı, güney uç noktası; Çameli – Muğla sınırında Karabayır Koyu’dur. Denizli ili doğuda Burdur, Isparta, Afyon, batıda Aydın, Manisa, güneyde Muğla, kuzeyde Uşak illeri ile komşudur. Yüzölçümü 11.868 km², denizden yükseltisi ise 428 metredir.
Denizli çok engebelidir, Ege bölgesinin en yüksek dağları bu bölgede yer alır. Arazinin % 47’si dağlar, % 25’i plato ve yaylalar ve % 28’i ovalarla kaplıdır. Denizli topraklarının yarıya yakın kısmı dağlarla kaplıdır. En yüksek dağları olan Honaz Dağı (2528 m.) ve Akdağ (2300 m.) zirveleri devamlı karla örtülüdür. Bu iki dağı Kazıkbel Geçidi birbirinden ayırır. Diğer dağları ise Gölgeli Dağları (Eren Tepe 2420 m.), Akkaya Tepe (2268 m.), Kıraç Tepe (2446 m.), Yalnızca Tepe (2030 m.), Kartalkaya (1687 m.). Ovalar, Büyük Menderes Nehrine doğru basamak basamak inerler. Başlıca ovalar ( Sarayköy )Büyük Menderes Ovası, Buldan Ovası, Tavas Ovası, Acıpayam Ovası, Çivril Ovası, Baklan Ovası, Kaklih Ovası, Hanbat Ovası ve Eskere Ovasıdır. 400 bin hektara yaklaşan bu ovalar çok bereketlidir. Başlıca vadiler ise Büyük Menderes, Çürüksu, Akçay ve Kelekçi vadisidir.
Büyük Menderes Denizli’nin en büyük akarsuyudur. Afyon’un Dinar ilçesinden çıkarak Akdağ’ın pınarlarını alıp Işıklı Gölüne girer. Gölün batısından regülatörle çıkar. Medele köyü yakınında Uşak’tan gelen Banaz Çayını alır. Sarayköy yakınında Çürüksu Çayını alıp Aydın iline girer. Çürüksu, Honaz Dağı ile Kaklık ve Kocabaş bölgelerindeki suları alıp Büyük Menderesle birleşir.