Situado no maciço montanhoso da Serra da Estrela, possui quase 50% da sua área integrada no Parque Natural Serra da Estrela. A vila de Celorico da Beira, encontra-se localizada a cerca de  500 m de altitude, atingindo o concelho o seu ponto mais alto na freguesia de Prados com 1260m. Administrativamente, localiza-se no Distrito da Guarda e é ladeado a Nascente pelo concelho da Guarda, a Poente por Fornos de Algodres, a Sul por Gouveia e Norte por Trancoso. Encontra-se abrangido na NUT II (Centro) e NUT III (Beira Interior Norte).

Bem localizado em termos de acessibilidade, nomeadamente através da A25, que liga Aveiro à fronteira de Espanha. Futuramente irá ter também o IP2, que fará ligação do Norte ao Sul do País pelo Interior.

A EN 102 faz a ligação com o concelho de Trancoso, enquanto a EN 16 liga o concelho de Celorico ao de Fornos de Algodres e Guarda, tal como a EN 17 liga Celorico a Gouveia.

É servido ainda pela Linha Ferroviária da Beira Alta

É constituído por 16 freguesias, que no seu total abrangem uma área de 24 722 ha. A maior freguesia do concelho é Fornotelheiro, com 2076,32 ha, contrastando com Cortiçô da Serra, com 478,75 ha.

Hipsometricamente, o concelho divide-se em duas partes. Uma, a sul do Rio Mondego, com altitudes que vão diminuindo progressivamente dos 1260 aos 360 metros, nos sentidos sul-norte e sudeste-noroeste com pequenos vales recortados por linhas de água. A outra, a norte, é uma zona quase plana, com as máximas altitudes já na fronteira nordeste do concelho.Os maiores declives situam-se, de uma maneira geral, no quadrante Sudeste do concelho. Devido à  sua morfologia, apresenta uma grande variedade em termos de exposição  solar das suas encostas.

Além do Mondego, que atravessa o Concelho na direcção E-W, fazendo uma grande curva com um percurso de 19.000 metros e um declive de 0,4%, a norte existem alguns recursos de regime e até de caudal significativo, como sejam a Ribeira da Velosa, Ribeira dos Tamanhos e a Ribeira da Quinta das Seixas. A sul deste rio destacamos a Ribeira da Cabeça Alta, Ribeira de Salgueirais, Ribeira de Linhares e a Ribeira do Rebolal que constituem importante recurso hídrico dessa zona do concelho.

Existem ainda inúmeros outros ribeiros, regatos e mesmo algumas linhas de água que se distribuem por toda a zona, tendo contudo um regime temporário, pelo que nas alturas de seca e nos meses de Verão, regra geral, não possuem qualquer caudal.

O  clima do concelho, segundo a classificação de Koppen, é do Tipo CSB – clima temperado, com Invernos chuvosos e Verão seco e pouco quente.