柳州市，位于广西壮族自治区中北部，地处北纬23°54′～26°03′，东经108°32′～110° 28′之间。东与桂林市的龙胜县、永福县和荔浦县为邻，西接河池市的环江毛南族自治县、罗城仫佬族自治县和宜州市，南接新设立的来宾市金秀瑶族自治县、象州县、兴宾区和忻城县，北部和西北部分别与湖南通道侗族自治县和贵州黎平县、从江县相毗邻。
柳州市总面积18617平方公里，其中市区面积约为1016.75平方公里，2013年末建成区面积约为237.42平方公里。总面积18618平方公里，其中市区面积685平方公里。 柳州市区地形平坦，微有起伏，海拔在海拔85至105米之间，东、西、北三面环山，具有典型的岩溶地貌特征。由于柳江穿流市区及气候、岩性、构造的影响，形成河流阶地地貌、岩溶地貌迭加的天然盆地。
柳江自北向南绕呈半岛形的柳北半岛，又向北，向东北又绕行向西南，最后向东南流出，故柳北半岛素有“世界第一盆景”的美誉。山峰点缀于城市之间，著名的有鱼峰山，马鞍山，鹅山，箭盘山，文笔峰，雀儿山等。城南有都乐岩，为喀斯特地貌溶洞典型。 柳州市地处桂中北部，属中亚热带季风气候，影响柳州市的大气环流主要是季风环流，夏半年盛行偏南风，高温、高湿、多雨，冬半年盛行偏北风，寒冷、干燥、少雨。夏长冬短、雨热同季，光、温、水气候资源丰富，但地区差异较大，北部各县具有较明显的山地气候特征。太阳辐射量年平均为95～110千卡/平方厘米，南部多于北部，一年中以7～8月最高，1～2月最低。日照时数平均1250～1570小时。气温自北向南渐增，年平均气温北部18.1～19.4℃，其余20.1～20.7℃，年际变化北部小于中、南部，最高年与最低年相差1.3～2.0℃。最冷月1月平均气温7.2～10.4℃，历史上极端最低温度为-2.5～-5.8℃，高寒山区可达-8℃以上。最热月7月平均气温27.2～28.9℃，历史上极端最高气温为38.6～39.5℃。年总积温5700～6800℃，南北相差1100℃。年总降雨量1345～1940毫米，但地区分布和季节变化很大。雨季一般始于四月下旬，终于9月上旬初，这期间降水量占全年降水量的70%以上。雨量分布，北部多于南部，山区多于平原，融水县贝江流域为柳州市的一个多雨中心，年降水量可达2000毫米以上。多年平均蒸发量1600～1700毫米，自南向北渐减，南部超过1700毫米，大于降水量，为半湿半干状态，而北部的降水量多超过蒸发量，气候湿润。
柳州市气象灾害主要有：春季低温阴雨和干旱，夏季的暴雨洪涝和雷雨大风，局部地方春夏之交季节有冰雹，秋季寒露风和秋旱，以及冬季的寒潮霜冻害。 2007年，柳州市行政区444.4公里长的柳江河，水质达标的河流长为372.4公里，达标率为83.8%，柳州市有两个供水水源地接受监测评价，其中一个达到优良等级，一个为尚好等级。继续保持国家地表水Ⅲ类水质标准。
2009年柳江河饮用水保护河段继续保持国家地表水Ⅲ类水质标准，部分河段达到Ⅱ类水质标准.
柳州市总体上属珠江水系西江流域的柳江流域。柳江为境内最大河流，发源于贵州独山县更顶村。其上游为都柳江、寻江和融江。融江在柳城县凤山与来自贵州的龙江汇合后称为柳江。柳江流经柳城县、柳江区、城区、鹿寨县，到象州县石龙附近的三江口，全长272公里。集雨面积58398平方公里。柳江自露塘进入城区。其穿越城中的一段，将柳州城北部半岛绕成壶形，故柳州城另有“壶城”的别称。
