自治州总面积达29459平方公里。山区面积占总面积的83.7%，坝区面积占16.3%。东西最大横距达320多公里，南北最大纵距达270多公里。

大理白族自治州地处云南省中部偏西，海拔2090米，东邻楚雄州，南靠普洱市、临沧市，西与保山市、怒江州相连，北接丽江市。

地跨东经98°52′～101°03′，北纬24°41′～26°42′之间，东巡洱海，西及点苍山脉，辖大理市和祥云、弥渡、宾川、永平、云龙、洱源、鹤庆、剑川8个县以及漾濞、巍山、南涧3个少数民族自治县，是中国西南边疆开发较早的地区之一。

地处低纬高原，四季温差不大，干湿季分明，以低纬高原季风气候为主，境内以蝴蝶泉、苍山、洱海、大理古城、崇圣寺三塔等景点最有代表性。