延安地處關中平原北部，黃土高原中部，北連榆林，南接鹹陽、銅川、渭南，東與山西臨汾、呂梁隔黃河相望，西與甘肅慶陽接壤。
行政區劃面積37031.3平方公裏。截至2018年底，延安下轄寶塔區、安塞區、黃陵縣、黃龍縣、宜川縣、洛川縣、富縣、甘泉縣、吳起縣、誌丹縣、子長縣、延川縣、延長縣。
延安市屬於暖溫帶半濕潤幹旱氣候區，全年氣候變化受季風環流控制。春季幹燥多雨，夏季炎熱多雨，秋季降溫快，冬季雨雪稀少。年平均日照2418小時，日照百分率55%，年平均無霜期162天。
礦產資源:
延安市已探明礦產資源16種，其中煤炭11億噸，石油1.4億噸，天然氣3000多億立方米，紫色粘土5000多萬噸，巖鹽儲量可觀。它是這個國家的重要能源。延安是中國石油工業的發源地。中國大陸第壹口油井位於延安市延長縣，已有100年歷史。“延長石油”被授予中國馳名商標。