Lędziny położone są w środkowej części województwa śląskiego, w pewnym oddaleniu od mocno zurbanizowanego Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego. Centrum miejscowości wyznaczają współrzędne geograficzne: 19° 07' długości geograficznej wschodniej i 50° 08' szerokości geograficznej północnej. Gmina sąsiaduje od północy z Katowicami i Mysłowicami, od wschodu z Imielinem i Chełmem Śląskim, od południa z Bieruniem, od zachodu z Tychami.

Teren Lędzin wchodzi w skład dwóch jednostek fizyczno-geograficznych. Części północno-zachodnia i północna miasta, obejmujące dzielnice: Hołdunów, Zamoście, Ratusz, Centrum, Blych i Smardzowice, leżą na pograniczu Wyżyny Śląskiej. Południowo-wschodnia część z dzielnicami: Rachowy, Goławiec i Górki, stanowi fragment Kotliny Oświęcimskiej.

Przez obszar gminy przechodzi linia kolejowa biegnąca do Tych i Mysłowic. Przez północny skraj miasta przebiega dwujezdniowa droga krajowa nr 1, umożliwiająca szybkie połączenie w kierunkach: Bielsko Biała - Cieszyn oraz Kraków - Warszawa - Gdańsk. Ponadto istnieją dogodne połączenia drogowe z pozostałymi miastami aglomeracji śląskiej - głównie Katowicami, Tychami, czy Mysłowicami.