La situación geográfica de Wiesbaden se caracteriza por el Taunus (parte meridional de las montañas de pizarra renanas) y la cuenca del Maguncia (sección septentrional del Graben del Alto Rin). El área de la ciudad se encuentra aproximadamente en las coordenadas 50° 05' de latitud norte y 08° 15' de longitud este. Los distritos del sur lindan con la orilla derecha del Rin y el Meno. El centro de la ciudad se encuentra en una cuenca, claramente definida por las estribaciones individuales del Taunus, que se extienden hasta el interior de la zona urbana. La mayor elevación de la zona del Taunus de Wiesbaden es el Hohe Wurzel (614 m sobre el nivel del mar), la Schlossplatz del centro de la ciudad está a 115 m sobre el nivel del mar y el punto más bajo es el Schiersteiner Hafen, a 83 m sobre el nivel del mar.

El área total de la ciudad abarca unos 204 ^km2 y tiene una población de unos 284.600 habitantes (a 31 de diciembre de 2015). La extensión oeste-este es de unos 20 km, la dirección norte-sur de 18 km. Extensas zonas forestales en el norte, viñedos en el oeste y a lo largo del río Meno, así como tierras agrícolas en el este bordean los distritos exteriores.

Debido a su ubicación protegida, Wiesbaden disfruta de un clima favorable. La temperatura media anual ronda actualmente los 9,8 °C y la precipitación anual es de 638 litros/m2. Cinco valles llevan el agua del Taunus a la zona de Alt-Wiesbaden. Son, de oeste a este: el Wellritzbach (Klarenthal o Klarenthaler Straße), el Kesselbach (Adamstal), el Schwarzbach (Nerotal), el Dambach (Dambachtal) y el Rambach. En la estrecha zona de Kochbrunnen afloran 26 fuentes termales. En la confluencia de la Wilhelmstrasse con la Friedrichstrasse, los arroyos mencionados se unen para formar el Salzbach subterráneo (conocido como Rambach hasta el Kurpark), que también recoge la escorrentía de las fuentes termales y minerales y desagua hacia el sur, entre Biebrich y Amöneburg, en el Rin.

Las zonas industriales más importantes de Wiesbaden se encuentran en los distritos meridionales de Biebrich, Schierstein, Amöneburg, Kastel y Kostheim. Se han desarrollado grandes polígonos industriales en la zona de Äppelallee, entre Schierstein y Biebrich, así como en los distritos orientales de Erbenheim, Nordenstadt y Delkenheim.

La red ferroviaria de cercanías "Rhein-Main" conecta la ciudad con Fráncfort del Meno, con otras conexiones ferroviarias en la orilla derecha del Rin hasta Coblenza y el ferrocarril Ländchesbahn a través de los suburbios orientales hasta Niedernhausen, con conexión a Limburgo. La ciudad es accionista del RMV (Rhein-Main-Verkehrsverbund), fundado en 1995. La estación principal de ferrocarril de Wiesbaden está conectada a la red ICE y es, por tanto, una estación de largo recorrido.

La autopista A 66 atraviesa la parte sur de la ciudad en dirección a Fráncfort con un enlace a la A 543 a Maguncia y la A 671 a Rüsselsheim, desde donde continúa a Darmstadt. La autopista A 3 ofrece a Wiesbaden una conexión rápida con Colonia y otra con Frankfurt. Las carreteras federales B 54, B 262, B 263, B 417 y B 455 también atraviesan el área de la ciudad. Como las partes meridionales de la ciudad están situadas a orillas de los ríos Rin y Meno, Wiesbaden también participa en el transporte norte-sur de personas y mercancías por el Rin y hacia el este, hasta la región del Meno. Frente a la ciudad de Maguncia, al sur de la desembocadura del Meno en el Rin, se encuentra el Mainspitzdreieck. Aquí confluyen las autopistas A 671 y A 60.