熊野市は紀伊半島の南東部に位置し、東側は熊野灘に面し、北を尾鷲市・奈良県上北山村、南を御浜町・紀宝町、西を和歌山県北山村・新宮市・奈良県下北山村・十津川村と接しています。
市の総面積は373.63k㎡となっており、そのうち約88%が森林であるため森林資源は豊富ですが、標高500メートルを超える紀伊山地の急峻な山々が縦横に連なり、海岸部まで迫っているため平野部が少ないのが特徴です。
気象環境は温暖多雨が特徴で、年間の平均気温は17℃前後と暖かく恵まれた気象条件である一方で、雨量は年間3,000mm前後と多いのが特徴です。