Waldersee liegt rund drei Kilometer östlich vom Stadtzentrum Dessaus an der Landstraße 133. Der Ort befindet sich inmitten einer Auenlandschaft rund vier Kilometer von der Mündung der Mulde in die Elbe. Durch diese Lage wird Waldersee bei der jährlichen Schneeschmelze und bei länger anhaltendem Starkregen wegen des Ansteigens der Flusspegel häufig durch Hochwasser bedroht. Zuletzt wurde der 60 m ü. NHN gelegene Ort 2002 beim Jahrhunderthochwasser vollständig überflutet.