ด้านกายภาพ จังหวัดร้อยเอ็ดตั้งอยู่ตอนกลางของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ทิศเหนือติดจังหวัดกาฬสินธุ์และมุกดาหาร ทิศใต้ติดจังหวัดสุรินทร์และ

ศรีสะเกษ ทิศตะวันออกติดจังหวัดยโสธร ทิศตะวันตกติดจังหวัดมหาสารคาม อยู่ห่างจากกรุงเทพมหานครฯ ระยะทาง 512 กิโลเมตร มีพื้นที่ 8,299.46 ตารางกิโลเมตร หรือ ประมาณ 5,187,156 ไร่ คิดเป็นร้อยละ 5.1 ของภาค ลักษณะภูมิประเทศเป็นที่ราบสูง และมีภูเขาเตี้ยๆ ทางด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ส่วนทางด้านใต้เป็นที่ราบและแอ่งอยู่ในบริเวณทุ่งกุลาร้องไห้ สูงกว่าระดับน้ำทะเลปานกลางประมาณ 130 - 160 เมตร สภาพภูมิอากาศ มี 3 ฤดู ฤดูร้อนมีอากาศร้อนและแห้งแล้งระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ถึงเมษายน อุณหภูมิประมาณ 35 องศาเซลเซียส ฤดูฝนมีฝนตกไม่สม่ำเสมอระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงกันยายน ปริมาณน้ำฝนประมาณ 1,200 มิลลิเมตรต่อปี ฤดูหนาวมีอากาศเย็นระหว่างเดือนตุลาคมถึงมกราคม