한반도 중심의 중부내륙 중앙부에 위치하고 있다. 동쪽으로는 단양군과 강원도 영월군, 서쪽으로는 충주시, 남쪽으로는 경상북도 문경시, 북쪽으로는 강원도 원주시와 접한다.제천시는 차령산맥과 소백산맥의 중간에 위치하여 중부 내륙 산간지역의 약초산출 적지를 형성.