辽源市位于吉林省中南部，地处东辽河、辉发河上游。地理坐标北纬42°17′40″—43°13′40″，东经124°51′22″—125°49′52″。南北直线距离104千米，东西直线距离82.8千米。东端于东丰县的沙河沿上游中心线至东丰县永合乡的沙河沿、叶家崴子、后半拉山与梅河口市分界；西端于东辽县的泉太镇老营村的老营甸子沿东辽河西南与辽宁省西丰县相邻；南端于东丰县和平镇的马家沟、泉眼沟、伍家沟、冷家堡与辽宁省清原县接壤；北端于东丰县的西大岗岭、郎头山脊、二道河口至伊通河上游中心线与伊通县相连。全市面积5140.45平方千米，占全省总面积的2.8%。其中，市区龙山区面积253.57平方千米；西安区面积178.8平方千米；东辽县面积2184.4平方千米；东丰县面积2523.68平方千米。

　　辽源市地处吉林省东部长白山区向西部松辽平原的过渡地带，以丘陵为主，间有少量低山，属低山丘陵区。境内群山环绕，丘陵起伏，沟川河谷纵横交错，使地面切割破碎，形成山、丘、台、谷交错分布。海拔高度在230米至914米之间，最高处为东丰县庆岭南山（海拔914米），最低处在东辽县双城村一带（海拔230米），相对高差为684米。长白山的分支哈达岭余脉由东北经辽源市中部斜向西南延伸，形成一道较高的丘陵山脊，由此一线向西北、东南两侧逐渐倾斜，构成辽源市西南部最高 （海拔600米以上），东北部较高（海拔500米至600米），中部一线略低（海拔400米至500米），西北部最低（海拔350米至400米）的“双马鞍型”地势。按形态，辽源市的地形基本上可以分为低山、丘陵台地、河谷平原3个类型区。其中，丘陵台地分布广，主要位于西部和北部，占全市辖区60%至70%，海拔一般在300米至400米之间，相对高差小于50米。丘顶浑圆，坡度较缓，走向散乱，丘面切割破碎，其坡麓下多为梁状台地，冲沟密集，多呈“鸡爪岗”的形态。低山多见于辖区的南部和东北部的少量地区，一般海拔在500米至900米，相对高度为300米至400米。山脉多为东北至西南走向，岩性较为复杂，多为花岗岩，亦有砂岩。山顶一般为漫圆型，坡度较陡，地形切割比较破碎。区内平原较少，多为河谷平原，主要分布于梅河和东辽河流域。受低山丘陵影响，平原时宽时窄沿河分布，呈分枝状。海拔在250米至350米之间，相对高差小于50米。平原地势平坦，土质肥沃，其母质多为近代冲积物和黄土堆积物。