استان ایلام با مساحتی حدود ۱۹۰۸۶ کیلومتر مربع، در غرب کشور، بین ۳۱ درجه و ۵۸ دقیقه تا ۳۴ درجه و ۱۵ دقیقه عرض شمالی نسبت به استوا و ۴۵ درجه و ۴۴ دقیقه تا ۴۸ درجه و ۱۰ دقیقه طول شرقی نسبت به نصف‌النهار گرینویچ قرار دارد. این استان یک منطقه کوهستانی و مرتفع است که در غرب و جنوب‌غربی کشور در میان رشته کوه‌های کبیرکوه از سلسله جبال زاگرس قرار دارد. از شمال به استان کرمانشاه، از جنوب به قسمتی از خوزستان و کشور عراق، از شرق به استان لرستان و از غرب به کشور عراق محدود است. استان ایلام حدود ۴۲۵ کیلومتر مرز مشترک با کشور عراق دارد.کوه‌های ایلام از جمله ناهمواری‌های سلسله جبال زاگرس است. در حاشیه غربی این رشته‌کوه و به صورت چین‌های موازی در جهت شمال غربی، جنوب شرقی امتداد یافته است. این چین‌ها از جمله رسوبات دوران اول تا چهارم زمین‌شناسی است. نواحی شمال و شمال شرقی استان کوهستانی و دارای ارتفاعات مهمی است. مناطق غرب و جنوب غربی آن از زمین‌های پست و کم‌ارتفاع و تپه ماهور، تشکیل شده است.آب و هوای استان ایلام به سبب تأثیرپذیری از عوامل گوناگونی چون عرض جغرافیایی (زاویه تابش آفتاب)، ارتفاع، امتداد رشته‌کوه‌های زاگرس، فاصله از بیابان‌های عراق و عربستان و بادهای محلی و ناحیه‌ای از تنوع زیاد برخوردار است. استان ایلام دارای سه منطقه آب و هوایی (آب و هوای سرد کوهستانی، آب و هوای معتدل کوهستانی، آب و هوای صحرایی و نیمه‌صحرایی “گرم و خشک” است.