Расположен на высоте 640 м над уровнем моря, в степной местности, в долине реки Подкумок. Курортная зона занимает северную часть города, которая хорошо озеленена и благоустроена. С севера и юга к курорту примыкают 2 обширных курортных парка - Главный и Комсомольский. Основные породы деревьев - дуб, ясень, граб, каштан, клен, тополь, липа, акация, ольха, катальпа и др. Ухоженные заботливыми руками ессентучан цветники, тенистые аллеи, декоративные беседки, фонтаны и другие формы малой архитектуры приглашают к отдыху. Здесь же проложены маршруты дозированной ходьбы.

Климат континентальный, вернее сказать, горно-степной. Лето теплое, с большим количеством жарких и сухих дней. Средняя температура июля +20,4 °С, максимальная температура доходит до +37 °С. Зима нехолодная, часто бывают оттепели, но могут быть и морозы до -30 °С. Средняя температура января -4,6 °С. Нередко наблюдаются дни с туманами (в ноябре и декабре по 13-14 дней). Осень продолжительная, теплая, с прохладными ночами. Первые заморозки отмечаются в середине октября.

Весна очень короткая, уже в апреле температура быстро повышается. Количество осадков за год - 516 мм, в том числе за теплый период с апреля по октябрь - 420 мм. Средняя относительная влажность - 78 %. Число часов солнечного сияния в году - 1825. По продолжительности солнечного сияния среди курортов Кавказских Минеральных Вод Ессентуки занимают второе место после Кисловодска. Ветры обычно умеренные.

Город Ессентуки несколько меньше Кисловодска и Пятигорска, но больше Железноводска. Название свое он получил от небольшой речушки Ессентук. Курортная зона в Ессентуках располагается южнее железнодорожной магистрали, на западе ограничена курортным парком, а в восточной и южной частях сливается с жилыми кварталами. Площадь курортной зоны составляет 6,7 % от общей площади города.

Санатории и пансионаты занимают 71 га, курортный парк имеет площадь 104 га, улицы и площади - 26 га, прочие объекты - 110 га.

На курорте Ессентуки имеются прекрасно оборудованные специализированные санатории и клиники.