离石的地理位置：位于吕梁山脉中段西侧，地理坐标北纬37度21分到37度42分，东经110度55分到11度35分。自北部顺时针方向分别与方山县、交城县、文水县、汾阳市、中阳县、柳林县、临县等七县市相邻，处于整个吕梁市的地理中心，是吕梁市政府驻地，吕梁市政治、文化和交通中心，同时离石扼秦晋交通要冲，是华北通向西部的重要中枢。

离石区地处吕梁山腹地，地势东部高而宽，西部低而窄，境内山多川少。北川河由北而南，东川河由东而西流经全区，两河在城西南合流后至交口街道合南川河而后出境注入黄河。最高点为区东北骨脊山，海拔2535米，最底点为三川河河谷，海拔889米，境内东部是高寒山地，面积266.6平方公里，是境内主要林区，宜于发展林牧业；城东北为连绵不断的梁峁土石山区，面积398.4平方公里；城西马头山、王老婆山俯伏南北，为黄土丘陵沟壑区，面积660平方公里。