Thừa Thiên Huế có chung ranh giới đất liền với tỉnh Quảng Trị, Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng, nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào và giáp biển Đông.
Phía Bắc, từ Đông sang Tây, Thừa Thiên Huế trên đường biên dài 111,671 km tiếp giáp với các huyện Hải Lăng, Đakrông và Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị. Từ mặt Nam, tỉnh có biên giới chung với huyện Hiên, tỉnh Quảng Nam dài 56,66km, với huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng dài 55,82 km. Ở phía Tây, ranh giới tỉnh (cũng là biên giới quốc gia) kéo dài từ điểm phía Bắc (ranh giới tỉnh Thừa Thiên Huế với tỉnh Quảng Trị và nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào) đến điểm phía Nam (ranh giới tỉnh Thừa Thiên Huế với tỉnh Quảng Nam và nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào) dài 87,97km. Phía Đông, tiếp giáp với biển Đông theo đường bờ biển dài 120km.
Phần đất liền, Thừa Thiên Huế kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, nơi dài nhất 120 km (dọc bờ biển), nơi ngắn nhất 44 km (phần phía Tây); mở rộng chiều ngang theo hướng Đông Bắc - Tây Nam với nơi rộng nhất dọc tuyến cắt từ xã Quảng Công (Quảng Điền), thị trấn Tứ Hạ (Hương Trà) đến xã Sơn Thủy - Ba Lé (A Lưới) 65km và nơi hẹp nhất là khối đất cực Nam chỉ khoảng 2-3km.
Phần thềm lục địa biển Đông của Thừa Thiên Huế kéo dài tự nhiên từ đất liền đến đường cơ sở rộng 12 hải lý gọi là vùng nội thủy. Chiều rộng vùng nội thủy của thềm lục địa Thừa Thiên Huế được tính theo đường thẳng nối liền điểm A11 (đảo Cồn Cỏ, Quảng Trị) với tọa độ 17010'00'' vĩ Bắc và 107000'26" kinh Đông đến điểm A10 (đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi) với tọa độ 15023'01'' vĩ Bắc và 109009'00" kinh Đông. Vùng đặc quyền kinh tế mở rộng đến 200 hải lý tính từ đường cơ sở.
Điều đáng lưu ý là trên thềm lục địa biển Đông ở về phía Đông Bắc cách mũi cửa Khém nơi gần nhất khoảng 600m có đảo Sơn Chà. Tuy diện tích đảo không lớn (khoảng 160ha), nhưng có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ an ninh quốc phòng đối với nước ta nói chung và tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng.
Thừa Thiên Huế nằm trên trục giao thông quan trọng xuyên Bắc-Nam, trục hành lang Đông - Tây nối Thái Lan - Lào - Việt Nam theo đường 9. Thừa Thiên Huế ở vào vị trí trung độ của cả nước, nằm giữa thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh là hai trung tâm lớn của hai vùng kinh tế phát triển nhất nước ta, là nơi giao thoa giữa điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội của cả hai miền Nam - Bắc. Thừa Thiên Huế là một trong những trung tâm văn hoá, du lịch, trung tâm giáo dục đào tạo, y tế lớn của cả nước và là cực phát triển kinh tế quan trọng của vùng kinh tế trọng điểm miền Trung.
Bờ biển của tỉnh dài 120 km, có cảng Thuận An và vịnh Chân Mây với độ sâu 18 - 20m đủ điều kiện xây dựng cảng nước sâu với công suất lớn, có cảng hàng không Phú Bài nằm trên đường quốc lộ 1A và đường sắt xuyên Việt chạy dọc theo tỉnh, có 81 km biên giới với Lào.
Vị trí địa lý như trên đã tạo điều kiện thuận lợi cho Thừa Thiên Huế phát triển sản xuất hàng hoá và mở rộng giao lưu kinh tế - xã hội với các tỉnh trong cả nước và quốc tế.
Theo Địa chí Thừa Thiên Huế - Phần Tự nhiên
(Nhà Xuất bản Khoa học xã hội - năm 2005)
* Theo Nghị quyết 144/NQ-CP ngày 18/9/2024 của Chính phủ về việc xác định địa giới đơn vị hành chính giữa tỉnh Thừa Thiên Huế và thành phố Đà Nẵng do lịch sử để lại. Cụ thể như sau:
1. Đường địa giới giữa tỉnh Thừa Thiên Huế và thành phố Đà Nẵng tại khu vực núi Hải Vân và hòn Sơn Chà giáp ranh giữa thị trấn Lăng Cô, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế và phường Hòa Hiệp Bắc, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng nằm trên 02 mảnh bản đồ địa hình hệ tọa độ quốc gia VN-2000, tỷ lệ 1:10.000 do Bộ Tài nguyên và Môi trường thành lập năm 2009, có phiên hiệu là E-49-85-C-b-1 và E-49-85-C-b-2; đường địa giới được xác định từ đỉnh cao 691,5m (là điểm địa giới đã được hai tỉnh, thành phố thống nhất), theo hướng chung Đông Bắc, đường địa giới đi theo sống núi, qua các đỉnh cao 241,4m; 341,8m; 360,5m đến đỉnh cao 295,3 m; chuyển hướng Đông - Đông Nam, sau chuyển hướng Đông - Đông Bắc, đường địa giới đi theo sống núi, qua các đỉnh cao 253,9m; 207,2m; 196,0m; 246,7m; 256,3m; 257,8m; 256,3m và tiếp tục đi theo sống núi đến mũi Cửa Khẻm, ra Biển Đông.
2. Hòn Sơn Chà giao thành phố Đà Nẵng quản lý.
Từ ngày 01/01/2025, Thành lập thành phố Huế là thành phố trực thuộc trụng ương trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và quy mô dân số của tỉnh Thừa Thiên Huế theo Nghị quyết 175/2024/QH15 ngày 30 tháng 11 năm 2024 của Quốc Hội.