Localizat în partea central-vestică a României, este încadrat de judeţele: Alba la nord-est şi est, Vâlcea la sud-est, Gorj în sud, Caraş-Severin şi Timiş în vest, Arad în vest şi nord-vest.

   Relieful este predominant muntos incluzând în întregime Munţii Retezat, a căror înălţime maximă depăşeşte 2500 m, precum şi porţiuni din Munţii Parâng, Ţarcu, Poiana Ruscă, Godeanu, Metaliferi şi Zarandului. Varietatea reliefului este dată de numeroase depresiuni intramontane : Hunedoara, Haţeg, Petroşani, Simeria şi Brad. Judeţul este străbătut de râul Mureş şi principalii săi afluenţi.

   Clima este temperat-continentală, umedă şi răcoroasă. Temperaturile medii anuale variază între -2 grade C la munte şi 10 grade C în Lunca Mureşului, iar media precipitaţiilor se încadrează în intervalul 540-1400 mm/mp.