Ubicación
La ciudad de Valencia de Don Juan se encuentra en un cerro junto al río Esla, a una altura de 765 m s. n. m. (la ribera del Esla se encuentra a 746 msmn), dentro de la comarca de Esla-Campos, en la zona sur de la provincia de León. Las localidades limítrofes con Valencia de Don Juan son:

Relieve
Con la salvedad del cerro junto al río Esla sobre el que se asienta la ciudad, el municipio se caracteriza por lo suave de su relieve. A una altitud de 765 m s. n. m. (la ribera del Esla se encuentra a 746 msmn), el municipio no cuenta con elementos orográficos destacables más allá del cerro, cuya pendiente sobre el río se encuentra plagada de una serie de cárcavas.7 En el término municipal se encuentran los vértices geodésicos de la Parva, a una altitud de 934 m s. n. m., de Reina a una altitud de 900 metros, de La Carrera y de Trasderrey, a 867 metros.8

Hidrografía
El río que discurre por la localidad es el Esla, el antiguo Astura siendo este el principal río de la provincia de León y de los afluentes del Duero.

Desde épocas remotas del Esla se extrajeron cauces artificiales para regar las vegas y mover molinos harineros. Entre ellos destacan:

• Cauce de los Molinos de Valencia de Don Juan (siglo xvi)9
• Presa de San Marcos (siglo xvi)
• Canal del Esla (siglo xix)

Clima
El clima de Valencia de Don Juan, es un clima de tipo Mediterráneo-Continentalizado con veranos calurosos e inviernos muy fríos con varios días al año de heladas, pudiendo haber algún día al año con nevadas aunque estas no son muy frecuentes.