Mardin 889i Km.2 yüzölçümü ile 36 55 - 38 51 Kuzey Enlemleri ve 39 56 - 42 54 Doğu Boylamları arasında yer alır. Diyarbakır,Şanlıurfa Batman, Siirt, Şırnak, ve Suriye İle Sınır Komşusudur Mardin 11 topraklarının % 4.8 ini kaplayan dağlar doğu-batı istikametinde uzanır ve ovadan ortalama 600 metre yükseklikte çok geniş bir kütle oluşturur. Yükselti bazı kesimlerde 1000 metre üzerine çıkar. Dağlar genellikle çıplaktır. Büyük bölümü kalkerli olduğundan çatlaklar ve yarıklar oluşmuştur. Yüzey suları çatlaklardan dibe çekilmekte ve ovalara yakın platolarda yüzeye çıkmaktadır. Killi ve kireçli yapılı topraklarda Mardin, Mazıdağı, Derik, Midyat, Savur ve Nusaybin'in yükseklerinde meşe ağaçlarına rastlanır. Dağların kalkerli kesimleri Hızla aşınarak platolara dönüşmüştür. Bu platolar yer yer yüzeye çıkan lavlarla kaplıdır.
Mardin'de Gümüş Çayı. Çağçağ suyu ve Savur Çayı yanı sıra Seyhan Deresi ve Yeşilli Gülzar Deresi bulunmaktadır. Dicle ve Fırat nehirlerinin kolları il topraklarında koridor oluşturmuştur. Dicle Vadisi ile Kızıltepe, Mardin ve Nusaybin Ovaları mevcuttur.
İklim olarak Akdeniz iklimi ile karasal iklimin ortak özelliklerine sahiptir. Yazları çok sıcak ve kurak, kışları ise yağışlı ve soğuktur.