Kabupaten Sukoharjo sebagai salah satu Kabupaten di Jawa Tengah, secara astronomis terletak antara 110º 42’ hingga 110º 57’ Bujur Timur dan 7º 32’ hingga 7º 49’ Lintang Selatan. Sesuai dengan letaknya, Kabupaten Sukoharjo dipengaruhi iklim tropis dengan dua musim, yaitu musim kemarau dan penghujan serta bertemperatur sedang.
Suhu udara di Kabupaten Sukoharjo berkisar antara 23º C (suhu terendah) hingga 34º C. Sedangkan kelembapan udara yang terjadi pada tahun 2018 bervariasi dari 75 persen sampai dengan 92 persen Hari hujan di Kabupaten Sukoharjo selama tahun 2019 sebanyak 102 hari dengan rata rata curah hujan sebesar 462 mm. Hari hujan terbanyak di bulan Maret dan Desember sedangkan curah hujan tertinggi terjadi di bulan Januari.
Secara geografis Kabupaten Sukoharjo berbatasan dengan Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta dan lima kabupaten/kota di Jawa Tengah, yaitu : Kabupaten Karanganyar, Wonogiri, Klaten, Boyolali dan Kota Surakarta.
Secara topografi Kabupaten Sukoharjo dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu daerah datar meliputi Kecamatan Kartasura, Baki, Gatak, Grogol, Sukoharjo dan Mojolaban, sedangkan daerah yang miring meliputi Kecamatan Polokarto, Bendosari, Nguter, Bulu dan Weru.
Berdasarkan kemiringan lahan, dikelompokkan menjadi lahan datar (0-8º), landai (8-15º), agak curam (15-25º), curam (25-40º) dan sangat curam (>40º). Lahan datar seluas 36.443 hektar tersebar di setiap kecamatan, Lahan curam seluas 1.088,75 hektar berada di sebagian Kecamatan Grogol, Polokarto, Nguter, Bendosari, Bulu, Weru, dan Tawangsari, sedangkan lahan dengan kemiringan sangat curam seluas 525 hektar berada di sebagian Kecamatan Polokarto, Bulu, Weru, dan Tawangsari.
Berdasarkan ketinggian dari permukaan laut, rata rata tinggi wilayah di Kabupaten Sukoharjo 89—125 mdpl dan wilayah tertinggi di Kecamatan Bulu yaitu 693 meter dpl dan daerah terendah di Kecamatan Grogol dan Baki yaitu 89 meter dpl.
Luas Kabupaten Sukoharjo 46.666 hektar atau 1,43 persen luas Provinsi Jawa Tengah. Kecamatan terluas adalah Kecamatan Polokarto dengan luas wilayah 6.218 hektar atau sekitar 13,32 persen dari total wilayah Kabupaten Sukoharjo, sedangkan kecamatan dengan luas wilayah terkecil adalah Kecamatan Kartasura dengan luas wilayah 1.923 hektar atau 4,12 persen wilayah Kabupaten Sukoharjo.