Türkiye'nin kuzeybatısında, Marmara Bölgesi'nin Trakya kesiminde yer almaktadır.
Dünyadaki konumu itibariyle, 41 derece, 13 dakika, 34 saniye ve 42 derece, 05 dakika, 03 saniye kuzey enlemleri ile 26 derece, 54 dakika, 14 saniye ve 28 derece, 06 dakika, 15 saniye doğu boylamları arasında yer almaktadır. Kuzeyinde Bulgaristan; doğusunda Karadeniz; güneydoğusunda İstanbul (Çatalca); güneyinde Tekirdağ (Saray, Çorlu, Muratlı ve Hayrabolu); batısında ise Edirne (Uzunköprü, Havsa, Merkez ve Lalapaşa ilçeleri) bulunmaktadır. Toprakları, kuzeyden Bulgaristan sınırını oluşturan Revze Deresi Vadisi, doğudan Karadeniz, güneyde Ergene Irmağı ana vadisi ve batıdan ise Ergene Irmağı'na karışan Teke Deresi'nin su bölüm çizgisi olan sırtlarla kuşatılmıştır. Yüzölçümü 6650 km2 olup, il merkezinin denizden yüksekliği 203 metredir.

Başlıca akarsuları Ergene Nehri ve Rezve Deresi'dir. Bitki örtüsü olarak ormanlık ve step özelliği göstermektedir.Kırklarelinin ülkemizin ormanları bol illerinden biridir. Yaban hayatı çok zengin olan Kırklareli, önemli av merkezlerindendir. Yıldız dağlarının yoğun ormanlarla kaplı yükseltileri büyük av hayvanlarının, ovalar ise kanatlı av hayvanlarının yaşama alanlarıdır. İlde kara avcılığı yanında, Karadeniz'de balık avcılığı da yapılmaktadır. Mevsimine göre her türlü balık avlanabilmektedir. Ayrıca, akarsu ve derelerde olta balıkçılığı da yapılmaktadır. En çok alabalık, miryana, sazan avlanmaktadır.

Kırklareli iklimi yörelere göre farklılık göstermektedir. Kırklareli merkezinde de karasal iklim hakimdir. Yıldız Dağlarının kuzeye bakan kesimlerinde Karadeniz iklimi görülür. Buna bağlı olarak yazlar serin, kışlar ise soğuktur. Denizden uzak iç kesimlerde ise karasal iklim görülmektedir. Yazlar sıcak, kışlar soğuk ve zaman zaman kar yağışlı geçmektedir.