辽源市位于吉林省中南部，地处东辽河、辉发河上游。地理坐标北纬42°17′40″—43°13′40″，东经124°51′22″—125°49′52″。南北直线距离104千米，东西直线距离82.8千米。东端于东丰县的沙河沿上游中心线至东丰县永合乡的沙河沿、叶家崴子、后半拉山与梅河口市分界；西端于东辽县的泉太镇老营村的老营甸子沿东辽河西南与辽宁省西丰县相邻；南端于东丰县和平镇的马家沟、泉眼沟、伍家沟、冷家堡与辽宁省清原县接壤；北端于东丰县的西大岗岭、郎头山脊、二道河口至伊通河上游中心线与伊通县相连。全市面积5140.45平方千米，占全省总面积的2.8%。其中，市区龙山区面积253.57平方千米；西安区面积178.8平方千米；东辽县面积2184.4平方千米；东丰县面积2523.68平方千米。