青铜峡市位于黄河上游，宁夏平原中部，地处东经105°21′至106°21′、北纬37°36′至38°15′之间。东隔黄河与灵武市、吴忠市利通区相望，南以牛首山为界与中卫市中宁县接壤，西依明长城同内蒙古自治区阿拉善左旗为邻，北与永宁县相连。市境东西宽30多千米，南北长60多千米，总面积2445平方千米。

青铜峡市地处西北内陆，属中温干旱气候区，东部季风区与西部干旱区域的交汇地带，属中温带大陆性气候，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明，昼夜温差大，全年日照2955小时，年平均气温摄氏8.3-8.6度，无霜期176天，年降水量260.7毫米。

青铜峡市境内地势由西南向东北自高而低呈现阶梯状分布，形成山地、低山丘陵、缓坡丘陵、洪积扇地带、黄河冲积平原和库区6个地貌类型。