Sivas ili Anadolu yarımadasının ortasında, İç Anadolu Bölgesinin Yukarı Kızılırmak bölümünde yer alır. İl topraklarının büyük bölümü Yukarı Kızılırmak, bir bölümü de Yeşilırmak ve Fırat havzalarında yer alır. 35° - 50° ve 38° -14' doğu boylamları ile 38° - 32' ve 40° -16' kuzey enlemleri içerisinde kalan il, 28.488 km2‘ilk yüzölçümüyle, Türkiye'nin toprak bakımından ikinci büyük ilidir. İl topraklarının Kızılırmak havzasına giren bölümünde Karadeniz iklimi, Fırat Havzasına giren bölümde ise, Doğu Anadolu iklimi egemendir. İl alanı kuzeyden Kelkit Vadisi, Doğudan Köse Dağlarının uzantıları Kuruçay Vadisi ile Yama Dağı,Güneyden Kulmaç Dağları, tahtalı Dağlarının uzantıları ve Hezanlı Dağı, Batıdan Karababa, Akdağı ve İncebel dağları gibi doğal sınırlarla çevrilidir.

İdari açıdan ise, Kuzeyden Giresun, Ordu ve Tokat, Doğudan Erzincan, Güneyden Malatya, Kahramanmaraş ve Kayseri, Batıdan ise Yozgat ile komşudur. İç Anadolu’nun yüksek platoları üzerinde başlayan ve doğuya yükselen il alanı, Kuzeydoğu ve Güneydoğuda dağlık ve sarp bir kesimle son bulmaktadır.