维尔纽斯位于立陶宛的东南部，(北纬54度41分，东经25度17分)。距离白俄罗斯边界仅有40公里。维尔纽斯的地理位置位于立陶宛的一角，造成这种情况应归因于几个世纪以来立陶宛这个国家边界形状的改变；过去，维尔纽斯曾经处于立陶宛大公国的地理中心。
维尔纽斯位于维尔尼亚河和内里斯河的汇合处。据认为维尔纽斯的名称就得名于穿过城市的维尔尼亚河。维尔纽斯距离波罗的海和立陶宛主要海港克莱佩达312公里。维尔纽斯和立陶宛其他主要城市之间以公路相连，距离考纳斯102公里，希奥利艾（Šiauliai）214公里， 潘涅维日（Panevėžys）135公里。
维尔纽斯附近是声称是欧洲地理中心的几个地点之一。
维尔纽斯市的面积为402 平方公里。其中20.2%的地区被建筑物所覆盖，绿地占面积的43.9%，水面占2.1%。
碧蓝的特拉凯湖和美丽的特拉凯城堡
维尔纽斯的气候类型介于大陆性气候与海洋性气候之间，年平均气温为6.1°C；一月平均气温为−4.9°C，七月平均气温位17.0°C。年平均降水量月为661毫米。
维尔纽斯的夏季炎热，整天的气温都超过30摄氏度，这时该市的夜生活相当活跃，在白天，户外酒吧和咖啡馆非常普遍。
冬天冰封的维尔纽斯
冬季非常寒冷，气温很少在0摄氏度以上，在一月和二月，气温低于零下25摄氏度并不罕见。在每年寒冷的冬季，维尔纽斯的河流和附近的湖泊都会封冻，一项流行的消遣活动就是冰上钓鱼，钓鱼者在冰上凿出一个洞，然后用带饵的钩钓鱼。
