武夷山市位于福建省北部，全境东西宽70公里，南北长72.5公里。位于东经117°37'22～118°19'44、北纬27°27'31～28°04'49。东连浦城县，南接建阳市，西临光泽县，北与江西省铅山县毗邻。总面积2798平方公里。
武夷山市属中亚热带地区。境内东、西、北部群山环抱，峰峦叠嶂，中南部较平坦，为山地丘陵区。市区海拔210米。地貌层次分明，呈梯状分布。地势由西北向东南倾斜，最高处黄岗山海拔2158米，在我国大陆称为“华东屋脊”，最低处兴田镇，海拔165米(河床标高海拔160米)。最高与最低点高差1993米，地势高低相差之大，为全省之最。闻名中外的武夷山风景名胜区及武夷山自然保护区主要部分位于境内，使武夷山市自然条件具备诸多特异性。