西安位于黄河流域中部的关中平原偏南地区，西安的北部为冲积平原，南部则为剥蚀山地。大体地势是东南高，西北与西南低，呈一个簸箕形状。秦岭山脉横亘于西安以南，是我国地理上北方与南方的重要分界。
西安属于暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。西安东有潼关之固，西有大散关之险。古代长安交通便利，水陆并用，地势险要，易守难攻，历来是兵家必争之地。
在北方，秦代所修的秦直道，宽达百米、绵延上千千米，直通蒙古草原，是当年抗击匈奴、输送给养的主动脉。在南方，有子午道、谠骆道、褒斜道、陈仓道，可越过汉中而抵巴蜀；东南方向商洛山中的武关道，则是通往楚地的咽喉。