Eschweiler liegt am Nordhang der Eifel im Übergang zur Zülpicher Börde im westlichen Rheinland und damit in unmittelbarer Nähe des Dreiländerecks Deutschland–Niederlande–Belgien. Durch die Innenstadt sowie durch die Stadtteile Pumpe-Stich und Weisweiler fließt die Inde. Eschweiler hat Anteil an der Industrielandschaft des Aachener Steinkohlenreviers und des Rheinischen Braunkohlereviers der Kölner Bucht.

Das annähernd kreisrunde Stadtgebiet Eschweilers gliedert sich in die drei Zonen:Quer durch das Stadtgebiet verläuft mittig das Indetal mit Auen entlang der zum Teil begradigten, zum Teil renaturierten Inde. Die nördliche Hälfte ist Teil einer Bördenlandschaft mit dem Blausteinsee (im Indeland), weiten Feldern und dem Golfplatz an Haus Kambach. Die Voreifellandschaft liegt im Süden; sie ist charakterisiert durch Höhen und größere Wälder wie den Propsteier Wald, den Ichenberg, den Eschweiler Stadtwald, den Korkus, den Bovenberger Wald und die Halde Nierchen.