
Vue de la Meuse à Verdun
Verdun est située en bordure est du Bassin Parisien, dans la région des Côtes de Meuse. La ville est à peu près au centre de son département, la Meuse, et dans le nord-ouest de la région Lorraine.
La ville s'est construite sur un promontoire qui domine une courbe de la Meuse. Le nom officiel de la ville était « Verdun-sur-Meuse » jusqu'en 1970.
Les principales villes voisines, dans l'arrondissement de Verdun, sont Étain, Montmédy et Stenay. Verdun est à 53 km de Bar-le-Duc, 57 km de Commercy, 58 km de Longwy, 81 km de Metz, 122 km de Luxembourg et 135 km de Nancy.
Communes limitrophes de Verdun

Thierville-sur-Meuse
Belleville-sur-Meuse Eix
Fleury-devant-Douaumont
Thierville-sur-Meuse
Fromeréville-les-Vallons
Belrupt-en-Verdunois
Moulainville
Nixéville
Landrecourt-Lempire
Belleray
Landrecourt-Lempire
Haudainville
La région de Verdun s'étend sur un plateau de calcaire du jurassique supérieur légèrement incliné (1 % en moyenne) vers le centre du Bassin Parisien situé à l'ouest. À Dugny-sur-Meuse (et autrefois à Haudainville) près de Verdun sont exploitées des carrières de calcaire pour la fabrication de chaux.

La Meuse coule du sud vers le nord parallèlement à la côte qui porte son nom, non le long du front de côte mais sur le revers, qu'elle a entaillé. Il est admis que la Moselle était jadis, jusqu'à la dernière glaciation vosgienne, un affluent de la Meuse. Le fort débit, alimenté par la fonte des glaciers vosgiens, creusa une large vallée dans le plateau calcaire et explique que la Meuse coule aujourd'hui dans une vallée encombrée d'alluvions périglaciaires et qui semble trop large pour elle.
Verdun est située sur la Meuse, à son confluent avec son affluent de rive gauche la Scance.
La haute Antiquité de Virodunum et son importance militaire s'expliquent par sa situation topographique, au point de croisement de la grande voie reliant Metz à Reims, et de la route qui suivait la vallée de la Meuse. Le passage de la rivière y était particulièrement facile : la Meuse, venant du sud, se heurte au mouvement de terrain qui se termine à l'est par la croupe où fut construit le castrum romain ; elle est ainsi amenée à décrire une courbe assez prononcée vers la droite et à ralentir son cours. Elle se divise en plusieurs branches qui étaient jadis guéables en beaucoup de points. De bonne heure, il fallut surveiller et défendre ces gués qui constituaient des passages tout indiqués. Or, aucune position n'était plus favorable à cette défense que la croupe que contourne la Meuse. Le castrum romain y était protégé au sud, à l'est, au nord par des escarpements de rochers, puis, plus avant, par une ligne d'eau continue : la Meuse et, au nord la Scance. Le plateau n'était abordable que par un isthme étroit, du côté de l'ouest. Cet accès difficile en a fait un bastion naturel, que les hommes ont ensuite fortifié de plus en plus puissamment au cours des siècles.
La Meuse est sujette à des inondations parfois catastrophiques dont la ville a eu à souffrir tout au long de son histoire. Ainsi le 21 décembre 1740 une crue submergeait pendant plus de deux semaines les quartiers bas de la ville, emportant les ponts et détruisant les moulins. Ce n'est que 30 ans plus tard que furent entrepris des travaux visant à améliorer l'écoulement des eaux du fleuve : suppression des îles en amont et en aval, réduction des retenues autour des moulins, suppression du goulot d'étranglement du pont Sainte-Croix. Les annales mentionnent d'autres crues dans l'hiver 1245-1246, en 1302, en 1639. En 1784, les dommages causés aux ponts de Verdun par une inondation étaient évalués à près de 350 000 livres. Le 27 février 1844, la crue de la Meuse s'élevait à 3,20 m.
Le climat de Verdun est de type océanique dégradé. Comparés avec ceux de l'ouest de la France, les écarts de température entre l'hiver et l'été tendent à devenir plus importants: environ 17 °C entre les températures moyennes de janvier et juillet, contre 10 °C à Brest. Les hivers sont relativement froids (71,6 jours de gel par an en moyenne sur la période 1961-1990 et 29,5 jours de neige), les étés relativement chauds, et les précipitations sont à peu près bien réparties toute l'année. Toutefois la position de la ville en fond de vallée adoucit l'hiver par rapport aux plateaux environnants.
La station météorologique de Metz Frescaty est distante de 50 km environ de Verdun.