玉环岛古称地肺山、木榴屿、木溜山、玉瑠山等，为避五代吴越王钱镠讳，改名玉环。市因岛得名。

  玉环市位于北纬28°01′32″～28°19′24″，东经121°05′38″～121°32′29″。地处浙江省东南部，台州市南端，东濒东海，南邻洞头，西通乐清，北接温岭。人民政府驻玉城街道东城路6号，距台州市区75千米。

  陆域东西最大距离33.6千米，南北最大距离33.9千米，总面积2279平方千米，其中陆域面积378平方千米，海域面积1901平方千米。

  地势北高南低，海岛丘陵、滩涂淤积小平原相间。境内岛屿林立，海礁棋布，境内有玉环岛、茅埏、江岩、横床、披山、鸡山、大鹿、下浪铛、横趾山、小乌等大小岛屿156个。全市最高峰大雷山，系北雁荡山余脉，海拔443米；最低点在大麦屿街道大岩头前沿水域-104米。

  河流多为浦港疏浚而成，依山脉走向自成水系，主要有玉坎河、庆澜河、楚门河、芳清河等13条河系312条河道和1个湖泊，总长度450千米，流域面积342.9平方千米。

  全市海岸线总长321千米，绵长曲折，港湾众多，支流小港遍布全市沿海乡村。市境西南的大麦屿港位于温州瓯江口外、乐清湾内，为国家对外开放港区，是全国沿海八大避风锚地之一，可建港口岸线45千米。东南部海域的披山洋处于台湾暖流、浙江沿岸流、大陆径流三大水系交汇区，水温适宜，水生生物丰富多样，是鱼、虾、蟹等水产种质资源地，蕴藏着各种鱼类、贝类、水母类等水产品400余种，为省级大黄鱼、梭子蟹水产种质资源保护区。

  市境地处亚热带季风气候区，具有明显的海洋性气候。常年温暖湿润，四季分明，雨量充沛，日照充足。多年平均气温17.1℃，1月平均气温7.2℃，极端最低气温-4.5℃；7月平均气温27.6℃，极端最高气温34.9℃。年平均日照时数1850.5小时。年平均降水量1350.2毫米，极端年最大雨量1844.8毫米，极端年最少雨量859.5毫米。