Градът е на 243 км от столицата София, на 95 км от град София, на 376 км от Варна и на 260 км от град Бургас.

Запазени са ценни природни местообитания на вечнозеления тракийски дъб, бял бор, синята хвойна и игликата. Ландшафтът на региона съдържа едни от най-ценните дървесни и растителни видове, вписани в Червената книга на България.

Климатът в региона е континентален средиземноморски, мек и влажен, с много слънчеви дни в годината. Зимите са сравнително меки, със средни температури около 0°C. Лятото е слънчево и горещо, като най-високите температури достигат 40°C. Най-дългите слънчеви часове в Кърджали са през юни, юли и август.

Река Арда тече през града. Площта на басейна е 5 795 км². По поречието на реката са построени три язовира: Кърджали, Студен кладенец и Боровица.

Има големи находища на оловни и цинкови руди, бентонит, перлит, зеолит, азбест, благородни и полускъпоценни минерали и злато. Общината разполага и със значителни находища на неметални минерали: бентонит, зеолит, трас, фелдшпат, слюда, варовик, пясък, чакъл и др.