Montpellier ligger omtrent ti kilometer fra kysten av Middelhavet. Byen ligger mellom to elver, Lez (le Lez), som forsyner byen med vann, og Mosson (la Mosson). Landskapet består av mange høyder, som også kan ha gitt sitt navn til byen. De største nabobyene er i vestlig retning Toulouse (ca. 244 km), mot øst Nîmes (ca. 55 km) og Marseille (ca. 170 km), og mot nord Lyon (ca. 302 km) og Paris (ca. 760 km). Det nærmeste fjellet er Le Mont Aigoual som ligger 75 km fra Montpellier.