Naftalan şəhəri Bakı şəhərindən 330 km qərbdə, Gəncə şəhərindən 50, "Goran" dəmir yolu stansiyasından 18 km aralı, hündür dağların və təpələrin kəsişdiyi Kiçik Qafqazın dağətəyi bölgəsində yerləşir. Şimali Şərqdən 70-80 km məsafədə horizontu bağlayan Əsas Qafqaz Aralığı uzanır. Qərbdən 30-35 km uzaqlıqda Kiçik Qafqaz Aralığı ilə əhatə edilir. Dəniz səviyyəsindən 225 m yüksəklikdə yerləşir. Yayı isti, qışı yumuşaqdır. Orta illik tempraturu 14.8 dərəcədir. Naftalan şəhərində külək istiqaməti əsasən musson xarakterlidir. Küləklərin orta sürətinin artması ilin isti fəsillərində soyutmanı artırır və nəticədə digər kurort şəhərlərində olan klimatdan daha komfortlu olur.
Şəhərin ərazisi 35,73 kv.km-dir.