Gera liegt in Osten des Freistaates Thüringen, dem grünen Herzen Deutschlands, und ist vom Landkreis Greiz umschlossen. Die Stadt liegt auf einer Höhe von durchschnittlich 205 Meter im Tal der Weißen Elster; die Höhe schwankt zwischen 180 Meter im Tal und etwa 354 Meter im äußersten Südosten.
Gera grenzt an Sachsen sowie Sachsen-Anhalt; im Westen des Stadtgebietes befindet sich der Geraer Stadtwald, der die größte zusammenhängende Waldfläche aller Thüringer Städte bildet. Auch im äußersten Nordwesten befindet sich ein großes Waldgebiet, der Zeitzer Forst.
Die unmittelbare Nähe zum Autobahn-Knotenpunkt "Hermsdorfer Kreuz" bietet hervorragende Verkehrsanbindungen in alle Richtungen und rückt Gera daher in eine sehr zentrale Position.