瀬戸内市は、県の東南部に位置、吉井川を挟んで西部が岡山市東区に、東部が瀬戸内海に、北部が備前市に隣接する市で、旧牛窓町（＝現瀬戸内市牛窓町）・旧邑久町（＝現瀬戸内市邑久町）、・旧長船町（＝現瀬戸内市長船町）が合併してできた。
市の中央付近を東から西に流下する千町川（せんちょうがわ）のつくる沖積平野である千町平野（大正浪漫を代表する画家、竹久夢二を育てた邑久の主要部）が東西に伸び、北方には、干田川（ほしだがわ）、香登川（かがとがわ）によって造られた沖積平野（日本刀の産地として栄えた備前長船の主要部）が広がっている。
市の中・東部には200m～300mの丘陵が谷を挟んで並び日生諸島の一つ長島（日本初の国立ハンセン病療養所が設けられた島）の浮かぶ瀬戸内海に続いている。
市北東部、備前市との境にある大平山は、日生諸島の眺めが良いことでも知られ、ハイキングコース、野鳥の森などが整備され、中腹には宿泊施設「いこいの村」も作られている。
市の南東部は風待ち・潮待ちの港として古くから繁栄してきた牛窓で、オリーブの木の植えられたなだらかな丘からの多島美の眺めは、まるでエーゲ海を思わせる風景として多くの人々に親しまれている。