Bad Buchau liegt auf einer von Süden nach Norden verlaufenden risseiszeitliche Moränenzunge am südwestlichen Rand des Federsees im Zentrum Oberschwabens, etwa 12 km westlich von Biberach. Der Federsee ist ein rund 1,5 km² großer See innerhalb eines 33 km² großen Moorgebiets. Auf der höchsten Stelle an der Nordspitze der Moränenzunge liegt das Stift.