İç Anadolu’nun yukarı Kızılırmak bölgesinde 34°56' ve 36°59' doğu boylamlarıyla 37°45' ve 38° 8' kuzey enlemleri arasında yer alan Kayseri ili 16.917 km² yüzölçümüyle ülke topraklarının %2,2’lik bir bölümünü kaplamaktadır. İl merkezinin denizden yüksekliği 1.054 metredir.

İl alanı kuzeybatı ve kuzeyden Yozgat’ın Çayıralan ve Boğazlıyan; kuzey ve kuzeydoğudan Sivas’ın Gemerek, Şarkışla, Kangal ve Gürün; doğudan Kahramanmaraş’ın Afşin ve Göksun; güneyden Adana’nın Tufanbeyli, Feke ve Aladağ; güneybatıdan Niğde’nin Merkez ve Çamardı; batıdan ise Nevşehir’in Derinkuyu, Ürgüp ve Avanos ilçeleriyle çevrilidir.

İli, güneyden ve doğudan Orta Toroslar’ın uzantıları; kuzeyden ve batıdan ise geniş bir lav platosu sınırlar. Kayseri il topraklarının %36,1'i dağlarla, %14,8'i ovalarla, %49,1'i gibi büyük bir bölümü ise platolarla kaplıdır. Toprakların %53,4'ü tarım arazisi olan ilin toprak kullanımında en küçük payı, %6,23 ile orman ve fundalık alan oluşturmaktadır.

İl yüzölçümünün %40’a yakın bölümünü tarım arazisi oluşturmaktadır. En düşük arazi oranı ise orman ve fundalık alandır. Kayseri orman yönünden oldukça fakirdir.

Orta Anadolu’nun yukarı Kızılırmak bölümünde yer alan Kayseri il toprakları, kuzeydoğu-güneybatı doğrultulu kırıklı-kıvrımlı yapıda ve birbirine koşut üç dağ sırası ile bunların arasındaki platolar ve çöküntü havzalarıyla biçimlenmiştir. İlde yer alan ovalar, pliyosen ve kuvaternerdeki kırılma ve kıvrılma hareketleriyle oluşan tektonik çöküntü çukurlarının birikinti maddeleriyle dolması sonucu ortaya çıkmıştır.