Kassel lê in die noordelike gedeelte van Hessen naby die grens met Nedersakse in die sogenaamde Kasseler Becken, 'n ruim keteldal wat ook die uitgestrekte vlaktes van die Fuldarivier behels. Die keteldal word deur vyf bergreekse omring: Die Langenbergen in die suidweste en die Habichtswald in die weste (wat albei deel uitmaak van die Habichtswald-natuurpark), die suidelike uitlopers van die Reinhardswald in die noordooste, die Kaufunger Wald (wat deel uitmaak van die Meißner-Kaufunger Wald-natuurpark) in die ooste en die Söhre in die suidooste en suide.
Hierdie vyf bergreekse word deur twee bergrûens, wat noord en suid van Kassel in wes-oostelike rigting loop, met mekaar verbind sodat die Kasseler Becken - afgesien van die Fulda se riviervallei, wat in noord-suidelike rigting deur die berge sny - volledig deur berggebiede omsluit word.
Die stadsgebied se warm en milde mikroklimaat verskil duidelik van die klimaattoestande van sy bergagtige omgewing. Danksy die beskermde ligging in 'n keteldal, wat deur hoër geleë bosgebiede omsluit word, is Kassel teen swaar onwere beskut, en aangesien die lug veral in die somer in die keteldal vasgevang word, word in die laer geleë stadsbuurte dikwels temperature aangeteken wat tussen 3 en 5 °C hoër as in die omgewing is.