Общината се намира в най-северозападната част на област Бургас. С площта си от 794,967 km2 заема 3-то място сред 13-те общини на областта, което съставлява 10,26% от територията на областта. Границите ѝ са следните:

на изток – община Руен;
на юг – община Карнобат;
на югозапад – община Стралджа от област Ямбол;
на запад – община Котел от област Сливен;
на север – община Върбица и община Смядово от област Шумен.
Релеф, води

Релеф

Релефът на общината е разнообразен – равнинен, ниско и средно планински. Централната и югоизточна част е заета от обширното Сунгурларско поле, което представлява северозападно разклонение на Карнобатската котловина. По перифериите на общината са разположени склоновете на пет планини, явяващи се части на Източна Стара планина. На север от долината на Луда Камчия, до границата с Шуменска област и източно от Върбишкия проход се простират южните склонове на Върбишка планина с най-висока точка връх Калето 599 m, източно от прохода. Най-северозападния ъгъл на общината на запад от Върбишкия проход е зает от югоизточните склонове на Котленска планина с най-висока точка връх Каракус 1046 m, най-високата точка на общината. На запад от Сунгурларското поле, между долините на реките Луда Камчия на север и Мочурица на юг се издигат най-източните части на Стидовска планина (връх Крайната могила 534 m). В най-източната част, южно от долината на Луда Камчия се простират най-западните разклонения на Карнобатска планина с връх Илийца (684 m). И накрая, в най-южната част, в завоя на река Мочурица се простират северните склонове на ниския старопланинския рид Терзийски баир с връх Кръста (472 m). Най-ниската точка на общината е 138 m н.в., намираща се в коритото на река Луда Камчия, източно от село Завет.

Води и водни ресурси

Територията на община Сунгурларе попада в два водосборни басейна: на север Черноморския, на юг Беломорския. Главният вододел върви по билото на Стидовска планина, минава през Карнобатския проход и продължава по билото на Карнобатска планина. Към Черноморския водосборен басейн се отнася средното течение на река Луда Камчия, която навлиза в общината от запад при село Дъбовица, тече в източна посока между Котленска и Върбишка планина на север и Стидовска и Карнобатска планина на юг и напуска общината източно от село Завет. Най-големият ѝ приток, вливащ се в нея на територията на общината е Медвенска река (ляв). На река Луда Камчия е изграден големият язовир Камчия, водите на който се използват предимно за водоснабдяване на множество населени места в Югоизточна България. Южната част на общината е заета от басейна на река Мочурица (ляв приток на Тунджа), която отводнява южните склонове на Стидовска и Карнобатска планина и северните склонове на Терзийски баир и цялото Сунгурларско поле. Освен големия язовир Камчия в общината са изгаредни и множество микроязовири, които осигуряват вода за напояване за земеделските култури основно в Сунгурларско поле. В най-западната част на общината, западно от село Скала, на билото на Стидовска планина се намира естественото Скаленско езеро.