Общината е разположена в югозападната част на област Ямбол. С площта си от 701,703 km2 е втората по големина сред 5-те общини на областта, което съставлява 21,16% от територията на областта. Границите ѝ са следните:

на север – община Тунджа;
на североизток – община Стралджа;
на изток – община Болярово;
на юг – Турция;
на запад – община Тополовград, област Хасково.
Природни ресурси
Релеф
Релефът на общината е равнинен и хълмист, като територията ѝ попада в пределите на Тунджанската хълмиста област.

Северната централна част на общината е заета от обширното Елховско поле, което е с размери 30 – 35 km от запад на изток и 18 – 20 km от север на юг и с надморска височина между 100 и 150 m.

На северозапад от Елховското поле в пределите на общината попадат източните части на Манастирските възвишения с връх Калето (447,5 m), разположен на границата с община Тунджа, на 3 km северно от село Малък манастир, а на североизток от полето – крайните южни части на възвишението Бакаджици – връх Калето (379,8 m), разположен на 4 km югоизточно от село Борисово.

Южната половина на общината е заета от северните разклонения на западната част на Дервентските възвишения, в които на 3 km на юг-югозапад от село Голям Дервент, в непосредствена близост до границата с Република Турция се издига връх Големия Бегъл 552,4 m, явяващ се най-високата точка на цялата община.

В най-южната точка на община Елхово, на границата с Република Турция, в коритото на река Тунджа е разположена най-ниската ѝ точка – 57 m н.в.

Води
От север на юг, на протежение от около 50 km протича част от долното течение на река Тунджа (по-голямата част от течение ѝ служи за граница с община Тополовград). На територията на общината в нея отляво се влива големият ѝ приток Поповска река, която протича през Елховското поле с последните си 15 – 16 km. Малко преди вливането си в Тунджа тя получава отляво най-големият си приток Араплийска река (Лалковска река, 42 km). Тя води началото си от Дервентските възвишения, в община Болярово. Югоизточно от село Лалково навлиза в пределите на община Елхово и до село Чернозем, където отдясно се влива най-големият ѝ приток Боялъшка река тече в тясна гориста долина. След Чернозем долината ѝ се разширява и реката меандрира. Влива отляво в Поповска река на 98 m н.в., само на 350 m преди устието на последната в Тунджа. Площта на водосборния басейн на Араплийска река е 351 km2, което представлява 65,9% от водосборния басейн на Поповска река. Боялъшка река извира под името Чакърлия на 502 m н.в. от Дервентските възвишения, на 700 m южно от село Голям Дервент. Протича в северозападна посока в тясна и залесена долина през северните разклонения на Дервентските възвишения, като преминава последователно през селата Голям Дервент, Вълча поляна и Раздел. Влива отдясно в Араплийска река на 117 m н.в., на 200 m източно от село Чернозем, община Елхово. Площта на водосборния ѝ басейн е 159 km2, което представлява 45,3% от водосборния басейн на Араплийска река.

В западната част на общината, от север на юг, през село Пчела, на протежение от около 9 km протича част от долното течение на река Калница – ляв приток на Синаповска река, която е десен приток на Тунджа.