Şehir başkent Sofya'ya 243 km, Filibe'ye 95 km, Varna'ya 376 km ve Burgaz'a 260 km uzaklıktadır .

Her dem yeşil Trakya meşesi, İskoç çamı, mavi ardıç ve çuha çiçeğinin değerli doğal yaşam alanları korunmuştur. Bölgenin peyzajında, Bulgaristan Kırmızı Kitabı'nda listelenen en değerli ağaç ve bitki türlerinden bazılarına rastlanmaktadır.

Bölgenin iklimi karasal Akdeniz iklimi olup, ılıman ve nemlidir ve yılda birçok güneşli gün yaşanır. Kışlar nispeten ılımandır; ortalama sıcaklıklar 0°C civarında değişir. Yazlar güneşli ve sıcaktır, en yüksek sıcaklıklar 40°C'ye ulaşır. Kırcaali'de en uzun güneşlenme Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında görülür.

Arda Nehri şehrin içinden geçmektedir. Havza alanı 5.795 km²'dir. Nehir boyunca Kırcaali, Studen Kladenets ve Borovitsa olmak üzere üç baraj inşa edilmiştir .

Büyük kurşun - çinko cevherleri, bentonit, perlit, zeolit, asbest, değerli ve yarı değerli mineraller ve altın yatakları bulunmaktadır. Belediyede önemli miktarda metal dışı mineral yatakları bulunmaktadır: Bentonit, zeolit, tras, feldispat, mika, kireç taşı, kum, çakıl vb.