埼玉県の西北部、秩父山系の関門に位置し、町の中央を縦貫して流れる荒川の両岸に細長く開けた町です。
総面積は30.40平方キロメートルありますが、そのうち約60%が山林で占められています。また、四方を宝登山(標高497.1メートル)、不動山(標高549.2メートル)、陣見山(標高531.0メートル)、釜伏山(標高538.6メートル)といった山々に囲まれ、これらの山を源とする沢は、それぞれ荒川に流入しています。
長瀞町は町の全域が、県立長瀞玉淀自然公園区域に指定されています。特に上長瀞から高砂橋に至る荒川の両岸は、名勝及び天然記念物保存区域として指定されており、なかでも岩石段丘、いわゆる『岩畳』の広がる長瀞渓谷は、地質の宝庫として貴重な天然資源を誇っています。