Cataluña está al noreste de la península Ibérica. Limita con Francia y Andorra (al norte), con el mar Mediterráneo (al este) y con las Comunidades Autónomas españolas de Aragón (oeste) y Valencia (sur).
Tiene costas al mar Mediterráneo bastante rectilíneas. Los accidentes importantes son el cabo de Creus, el golfo de Roses y el delta del Ebro.
Sus principales ríos son el Ebro (y sus afluentes: Segre, Noguera Ribagorzana y Noguera Pallaresa) y el Llobregat. El mayor lago es Banyoles.
Los sistemas montañosos más importantes son los Pirineos (Pica d'Estats), el Prepirineo (Pedraforca), y el Prelitoral (Turó de l'Home).
Su clima es templado mediterráneo, más húmedo en las zonas más altas y más seco en el resto. El valle de Arán tiene clima templado atlántico.