Общината се намира в източната част на Софийска област. С площта си от 152,435 km2 е 16-та по големина сред 22-те общини на областта, което съставлява 2,15% от територията на областта. Границите ѝ са следните:
Релефът на общината е равнинен, средно и високо планински, като територията ѝ попада в пределите на Стара планина, Задбалканските котловини и Средна гора.
Северният район на община Пирдоп се заема от южните склонове на Златишко-Тетевенска планина (съставна планина на Средна Стара планина). В нея, на границата с община Тетевен се издига най-високата ѝ точка – безименен връх, висок 2029,1 m. Южно от планината се простират от най-ниските и равни части на Златишко-Пирдопската котловина, по южната периферия на която протича река Тополница и в нейното корито, на границата с община Златица се намира най-ниската точка на община Пирдоп – 690 m н.в.
Южната половина на общината се заема от северните склонове на Същинска Средна гора, като от билото на планината на север, между левите притоци на река Тополница се простират дълги и тесни ридове, които достигат до левия бряг на реката. Тук най-високата точка е връх Урсолица 1441,5 m, разположен на билото на планината, на границата с община Копривщица.
Основна водна артерия на община Пирдоп е река Тополница (ляв приток на Марица), която протича и през нея с част от горното си течение по южната периферия на Златишко-Пирдопската котловина. Нейни основни притоци са реките: Куфорща (ляв), Манина река (десен), Граматик (десен), Рорач (ляв) и Бобевица (ляв). По нейното течение на територията на община Пирдоп са изградени язовирите „Душанци“ и „Жеков вир“ и голямото хвостохранилище на рудник „Асарел-Медет“.
