Географско положение, граници, големина
Общината се намира в най-югозападната част на България и на област Благоевград и с площта си от 650,132 km2 заема 2-ро сред 14-те общини на областта и 10,01% от територията на областта. Границите ѝ са следните:

на север – община Струмяни;
на североизток и изток – община Сандански;
на юг – Република Гърция;
на запад – Република Северна Македония.
Релеф, води, климат, туристически обекти
Релеф
Територията на община Петрич представлява една изключително интересна мозайка от различни типове релеф – котловинно долинен, ниско-, средно- и високопланински. По-голямата (северна и северозападна част) се заема от северните, източните и южните склонове на планината Огражден с най-висока точка връх Билска чука (1644 m), разположен северно от село Баскалци, в близост до границата с Северна Македония. В югозападната част на общината, по границата с Гърция се извисява планината Беласица с максимална височина – граничния връх Радомир – 2029 m (най-високата точка на общината). Между двете планини и източно от тях в обсега на общината попада западната и южна част на Санданско-Петричката котловина. Източно от Беласица е разположено малкото Марикостинско поле и тук в коритото на река Струма, при устието на Пиринска Бистрица, на границата с Гърция е и най-ниската точка на общината – 68 m н.в.

Води
През източната част на общината, от север на юг, преминава около 27 km от течението на река Струма, която протича през южната част на Санданско-Петричката котловина и Марикостинското поле, а между тях образува късия Марикостински пролом. Тя има два десни притока, водещи началото си от Северна Македония – реките Лебница и Струмешница и два леви, събиращи водите си от Пирин – Мелнишка река и Пиринска Бистрица.

Река Струмешница води началото си от Северна Македония и в община Петрич са нейните последни 33 km преди да се влее отдясно в Струма. На българска територия тя получава шест къси десни притока водещи началото си от планината Беласица – реките Свигьовица, Рамешница, Камешница, Коларовска, Иваник (Бела) и Луда Мара (Петричка река) и един ляв – река Градешница, извираща под връх Билска чука в планината Огражден.

Безценно природно богатство са откритите минерални извори, локализирани в 3 основни находища: в местността Рупите, край село Марикостиново и тези в близост до общинския център.

Климат
Поречията на реките Струма и Струмешница, които в границите на община Петрич обхващат част от Санданско-Петричката котловина, се характеризират с типичен преходно-средиземноморски климат. Тук през цялата година се чувства осезателно топлото беломорско влияние, което нахлува по Струма от юг. Зимата е мека, настъпва късно и е безснежна (средна януарска температура 2,4 °C); пролетта започва още от началото на март; лятото е сухо и горещо (средна юлска температура 24,7 °C), а през юли и август максималните температури достигат до 40 – 42 °C; есента е дълга и топла. Средната слънчева радиация е около 2436 часа/год. - най-високите стойности за страната. Валежите са средно 700 мм/год. и са предимно от дъжд с главен максимум през ноември-декември. Ветровете обикновено нахлуват по долината на Струма от юг (топли) и север (по-студени), като преобладават тези с южна компонента. Освежаващ ефект през топлото полугодие има планинско-долинният вятър. С увеличаване на надморската височина в Огражден и особено в Беласица средиземноморското влияние постепенно отслабва като в по-високите части се наблюдават типичните черти на планинския климат: кратко и прохладно лято и студена зима.

Туристически обекти
Сред основните туристически обекти в общината са:

местността Рупите – свято място, скътано в кратера на единствения в България угаснал вулкан Кожух, където бликат множество горещи минерални извори с високо съдържание на сяра.
Хераклея Синтика – античен град, чиито руини са разположени в землището на село Рупите.
Националния парк-музей Самуилова крепост, разположен западно от село Струмешница, на десния бряг на река Струмешница.
В общината са създадени и два природни резервата: „Конгура“, в планината Беласица, южно от Петрич и „Соколата“, разположен по долината на река Лебница (в община Петрич е част от резервата), северно от село Драгуш.