Общината е разположена в западната част на област Кюстендил. С площта си от 979,915 km2 е най-голямата община в областта, което съставлява 32,11% от територията на областта и една от най-големите в България (11-о място). Границите ѝ са следните:

на север – община Трекляно;
на юг – община Бобошево;
на североизток – община Земен и община Радомир, област Перник;
на изток – община Бобов дол;
на югоизток – община Невестино;
на югозапад – Северна Македония;
на северозапад – Република Сърбия.
Природни ресурси
Релеф
Релефът на община Кюстендил е равнинен, хълмист и планински. Тя се намира в историко-географската област Краище.

Централната и източна част на общината е заета от обширната, равна и слабо наклонена на югоизток Кюстендилската котловина с надморска височина от 470 до 870 m. В най-югоизточната ѝ част, в коритото на река Струма, източно от село Нови чифлик се намира най-ниската точка на общината – 447 m н.в.

На запад от котловината, между десните притоци на Струма – реките Соволянска Бистрица и Банщица (Глогошка река) се издига куполообразната планина Лисец с връх Връшник (1500 m). Западно от нея е разположена малката и висока (800 – 1000 m) Каменишка котловина, която се отводнява от горното течение на река Соволянска Бистрица и нейните притоци.

Южно от двете котловини и планината Лисец се извисява високата Осоговска планина. Тя се свързва на север с планината Лисец чрез седловината Вратца В пределите на общината и на България попадат нейните крайни североизточни части с най-високия ѝ връх Руен (2251 m), разположен на границата със Северна Македония.

Между Каменишката котловина и планината Лисец на югоизток и долината на река Драговищица (десен приток на Струма) на север, по границата с Република Сърбия в пределите на община Кюстендил попада югоизточната част на Чудинска планина. Нейната максимална височина е връх Арамлия (1496 m), разположен на граничната бразда, на около 1 km северозападно от село Гурбановци.

Северно от река Драговищица и западно от нейния ляв приток Уйнешка река, отново по границата със Сърбия се простират югоизточните склонове на Изворска планина с връх Плазая (1087 m), разположен западно от с. Горно Уйно в близост до границата.

Между Земенския пролом на река Струма на изток, река Драговищица на юг и притокът ѝ Уйнешка река на запад в северната част на община Кюстендил попадат южните части на Земенска планина. Нейната максимална височина в пределите на общината е Силни връх (1245 m), издигащ се северозападно от пролома.

И накрая, на изток от Земенския пролом и северно от Кюстендилската котловина, в североизточната част на общината се простират югозападните части на Конявска планина с двата си най-високи дяла – Риша планина (връх Риш, 1443 m) и Централния (Виденски дял, връх Виден, 1487 m), разположен северно от села Таваличево.

Води
Основна водна артерия на община Кюстендил е река Струма, която протича през нея от север-северозапад на юг-югоизток с част от горното си течение. Реката навлиза в общината югозападно от град Земен и се насочва на юг през забележителния Земенски пролом. При село Раждавица излиза от пролома, завива на югоизток и прекосява централната част на Кюстендилската котловина. Източно от село Нови чифлик навлиза в община Невестино. При преминаването си през общината Струма получава един по-голям ляв приток – река Шегава (в Конявска планина) и шест по-големи десни притоци: Бресница, Драговищица (долното течение, води началото си от Сърбия), Соволянска Бистрица, Банщица (Глогошка река), Новоселска река и Берсинска река (цялите течения на последните четири реки са в пределите на общината).

Най-южната част на общината, землищата на селата Сажденик, Цървена ябълка и Савойски се отводняват от най-горното течение на друг голям десен приток на Струма – река Елешница.