Il territorio comunale di Capalbio si estende all’estremo lembo meridionale della Toscana, spaziando dalla fascia costiera verso la corrispondente pianura e l’entroterra collinare, tra gli 0 e i 424 m s.l.m. di altitudine.

Confina a nord e a est con il comune di Manciano, a sud-est con il comune viterbese di Montalto di Castro, a ovest con il comune di Orbetello; a sud, è bagnato dal Mar Tirreno: presso il litorale si trova il Lago di Burano, un bacino lacustre costiero.

Altri due laghi si trovano nel retroterra del territorio comunale, il Lago di San Floriano, a sud-ovest, e il Lago Acquato, a nord-est. Tra i corsi d’acqua è da segnalare il Chiarone che segna gran parte del confine con il Lazio: le sue sorgenti si trovano nell’area collinare a nord-est di Capalbio.