Centre-Val de Loire ligger nordvest for det geografiske sentrum av Frankrike, og er den fjerde største regionen i Frankrike i utstrekning. I nord grenser regionen mot Normandie og Île-de-France, i øst mot Bourgogne, i sør mot Auvergne-Rhône-Alpes og Limousin og i vest mot Poitou-Charentes, Pays de la Loire og Normandie. Geografisk er elven Loire det dominerende landskapselementet, og langs denne ligger regionens største byer, med Tours og Orléans som de største. Andre større byer er Blois, Bourges og Chartres.