O concelho de Mirandela localiza-se na região norte de Portugal, pertence à NUT III – Alto Trás-os-Montes e situa-se a norte dos concelhos de Alfândega da Fé, Carrazeda de Ansiães e Vila Flor; a leste dos concelhos de Murça e Valpaços; a oeste do concelho de Macedo de Cavaleiros; e a sul do concelho de Vinhais, compreendendo uma área de 658,97 km2 dividida em 30 freguesias.
A localização de Mirandela é privilegiada, pois situa-se a cerca de 60 km de Bragança e de Vila Real e a menos de duas horas da cidade do Porto, sendo os principais acessos a A4 (acesso pelo Porto e Espanha) e o IP2 (acesso por Guarda e Bragança). O acesso à Linha do Douro é efetuado através da Linha do Tua entre Mirandela e a aldeia de Cachão e, seguidamente, de táxi entre esta aldeia e a estação de caminho-de-ferro denominada Tua (no concelho de Carrazeda de Ansiães).
O clima é do tipo mediterrâneo, verificando-se a concentração das chuvas no inverno e o período de seca no verão, sentindo-se a influência atlântica apenas nos locais de altitude mais elevada devido, sobretudo à dificuldade que a Serra do Marão origina na passagem do ar frio e húmido vindo de Oeste.
O concelho situa-se no Maciço Antigo e, como tal, é constituído, essencialmente, por granitos e xistos, surgindo, pontualmente, afloramentos de quartzito. Dos diferentes tipos de relevo que estas rochas originam destacam-se a Bacia de Mirandela e a Serra de Santa Comba.
Os principais cursos de água que atravessam o concelho de Mirandela são: o rio Tua, o rio Rabaçal, o rio Tuela, a ribeira de Carvalhais, a ribeira de Mourel e o rio Macedo, todos eles pertencentes à Bacia hidrográfica do Rio Douro. O rio Tua divide a cidade de Mirandela e tem a sua origem junto ao Parque de Campismo “Três Rios Maravilha”, onde se unem os rios Rabaçal e Tuela. A ribeira de Mourel é um importante afluente da ribeira de Carvalhais e esta é um afluente do rio Tua, unindo-se a este rio em plena cidade de Mirandela. As águas do rio de Macedo escoam a sul da vila de Torre de Dona Chama.