İlçe, Edirne'nin güney yarısındadır. Doğu Trakya Yontukdüzü denen aşınmış yaylanın, Korudağ sırasının ve Pelin yaylasının birer kısmını kaplar. Doğuda Tekirdağ ili, batıda İpsala ve Enez ilçeleri, kuzeyde Uzunköprü ilçesiyle komşudur. Güneyinde Saroz Körfezi bulunur. İle uzaklığı 112 km.dir. Yüzölçümü 1 087 km2' olup, Edirne'nin ikinci ilçesidir.

Korudağ sırasının batı bölümü ilçe sınırları içindedir. Edirne'nin en yüksek yeri, bu dağın tepelerinden biridir. Yükseltisi 700 metre kadardır. Bu dağın yamaçlarının eğimi azdır. Korudağ batısında Pelin yaylası yer almıştır. Büyük iki vadisi vardır. Doğanca deresininki batıya doğru daha genişler ve Keşan ovası adıyla anılır.

Önemli akarsuları, Muzalı ve Doğanca dereleridir. İlçenin doğal gölü, Büyük Tuzla gölüdür. İlçede Kadıköy Barajı ile sekiz tane gölet bülünur. Deniz kıyıları bazı yerlerde dik kıyı, bazı yerlerde ise alçak kıyı biçimindedir. İlçenin büyük bölümü, Akdeniz ikliminin Marmara Tipi alanındadır. Bu, nisbeten yumuşak bir deniz iklimidir. Rüzgarlar, daha çok, kuzey yönlerden eser. Güz ve kış mevsimleri daha yağışlıdır. İlçe, yağış bakımından yarı nemlidir.

Doğal bitki örtüsü kuru ormandır. Pelin yaylasında koru ve maki denen bitki topluluğuna rastlanır. Maki, bodur ağaç ve kurakçıl otlardan oluşur. Ormanların ortadan kaldırıldığı yerlerde bozkır oluşmuştur. Bozkır, tarla ve otlak olarak kullanılır.