Diên Khánh nằm về phía Tây tỉnh Khánh Hòa, có huyện lỵ cách thành phố Nha Trang khoảng 10 km, có vị trí địa lý:
- Phía Đông giáp thành phố Nha Trang.
- Phía Tây giáp huyện Khánh Vĩnh.
- Phía Nam giáp huyện Cam Lâm.
- Phía Bắc giáp huyện Khánh Vĩnh và huyện Ninh Hòa.
Diện tích tự nhiên của huyện là 337,55 km2, chiếm 6,47% diện tích tự nhiên toàn tỉnh, gồm 18 đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn.
Diên Khánh là cửa ngõ phía Tây của thành phố Nha Trang, tương đối thuận lợi về giao thông: có các tuyến Quốc lộ 1A, Quốc lộ 1C (đường 23/10), đường sắt Thống nhất Bắc – Nam, Tỉnh lộ 2, Tỉnh lộ 8, tuyến Nha Trang – Đà Lạt,… chạy qua.
Vì vậy, Diên Khánh có vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế, xã hội và quốc phòng an ninh đối với tỉnh Khánh Hòa.
2. Địa hình:
Huyện Diên Khánh có địa hình khá phức tạp, thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc vào Nam về trung tâm. Độ cao địa hình từ 3 m đến 1.342 m so với mặt biển. Địa hình có dạng chuyển tiếp của địa hình trung du và miền núi, chia thành 3 dạng địa hình chính: Địa hình núi cao; địa hình gò đồi; địa hình vùng đồng bằng. Đặc điểm mỗi vùng có ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế, văn hóa xã hội và các hoạt động khác của huyện.
3. Thời tiết, khí hậu:
Diên Khánh nằm trong vùng khí hậu Duyên hải Nam Trung Bộ, có nền khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, với các đặc trưng là nắng nóng, ít có mùa đông lạnh. Nhiệt độ trung bình năm 26,30C. Độ ẩm tương đối trung bình năm 81,8%. Lượng mưa bình quân năm là 1.880mm. Hướng gió chính thường xuất hiện trong nhiều tháng là Bắc, Đông – Bắc và Đông – Nam, tốc độ bình quân 2,5 m/s. Bão ít xảy ra và không gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống.
4. Thủy văn:
Hệ thống sông suối trên địa bàn huyện Diên Khánh khá lớn với 3 sông lớn và hàng chục sông, suối nhỏ. Tổng lượng nước đến khá dồi dào (4 tháng mùa mưa chiếm 63,8 % ), như: Sông Cái: chảy qua địa bàn huyện Diên Khánh với chiều dài là 27 km, đây là sông lớn có nước quanh năm và là nguồn nước chủ yếu cung cấp cho các trạm bơm vùng Diên Khánh và Nha Trang; sông Chò: là nhánh của sông Cái, chảy qua địa bàn huyện Diên Khánh với chiều dài là 15 km; sông Suối Dầu: là nhánh của sông Cái, chảy qua địa bàn huyện với chiều dài 10 km.