Одеська область займає територію Північно-західного Причорномор’я від гирла Дунаю до Тилігульського лиману (довжина морської берегової лінії в межах області перевищує 300 км) і тягнеться від моря на північ, вглиб суші на 200-250 км. На півночі Одеська область межує з Вінницькою та Кіровоградською, на сході – з Миколаївською областями, на заході – з Республікою Молдова, на південному заході – з Румунією. Усього в межах області пролягають 1362 кілометри державного кордону.
Площа Одеської області становить 5,5 % території України (33,3 тис. кв. км). Північна частина області розташована в лісостеповій, а південна – в степовій зоні. У грунтовому покрові переважають звичайні та південні чорноземи. Средньорічна температура коливається від +8,2 0С на півночі до +10,8 0С на півдні. Тривалість вегетаційного періоду від 180 до 210 діб. Средньорічна кількість опадів – від 340 мм на півдні області до 460 мм на півночі.
Чорне море та лікувальні грязі Куяльницького лиману створюють винятково високий рекреаційний потенціал Одещини. У пониззі великих річок (Дунай, Дністер) і лиманів, на морських узбережжях і в шельфовій зоні розташовані високоцінні й унікальні природні комплекси, водно-болотні угіддя, екосистеми, що формують високий біосферний потенціал регіону, який має національне і міжнародне значення. Природні умови сприятливі для вирощування озимої пшениці, кукурудзи, ячменю, проса, соняшнику.
Головне природне багатство області – її земельні ресурси, що представлені переважно чорноземними ґрунтами з високою природною родючістю. У сполученні з теплим степовим кліматом вони формують високий агропромисловий (сільськогосподарський) потенціал регіону.
Водопостачання Одеської області здійснюється як з поверхневих, так і за рахунок підземних джерел. На території Одеської області налічується близко 5,4 тис. артезіанських свердловин та 212 шахтних колодязів. Поверхневими джерелами господарсько-питного водопостачання населення області є річки Дністер і Дунай, озеро Ялпуг, 2 канали Ізмаїльського управління водного господарства Дунай-Сасик та Латиш.
У межах області розташовані 1134 малих річок і струмків, 15 прісноводних та морських лиманів (найбільші з них Дністровський, Тилігульський, Хаджибейський, Алібей, Бургас, Будакський, Куяльницький, Кучурганський), 68 водосховищ, 45 озер, у тому числі 8 Придунайських озер: Ялпуг, Кугурлуй, Катлабух, Китай, Сасик, Кагул, Картал, Саф’яни.
В області понад 2,5 млн. га сільськогосподарських угідь, з них більш 2 млн. га ріллі, понад 80 тис. га виноградників і садів.
В структурі промислового потенціалу області значний внесок вносять підприємства, які виробляють електроенергію, газ та воду, підприємства обробної промисловості, транспортні підприємства. Основними шкідливими речовинами, що надходять в атмосферне повітря від стаціонарних джерел забруднення, є сірчистий ангідрид, оксид вуглецю, оксиди азоту, пил, викиди яких складають 41 % від усіх викидів по області. В значно менших кількостях в атмосферу викидаються специфічні речовини: бензопірен, формальдегід, фтористий водень і деякі інші.
Одеська область є частиною морського фасаду України. Вона розташована на перетинанні найважливіших міжнародних водних шляхів. Дунайський водний шлях після завершення будівництва в 1992 році каналу Дунай-Майн-Рейн є найкоротшим виходом із країн Європи в Чорне море, далі – у Закавказзя, Середню Азію, на Близький Схід; ріка Дністер зв’язує регіон з Молдовою, а Дніпро – із Центральною Україною і Бєларуссю, а після завершення реконструкції Дніпровсько-Бузького і Дніпровско-Неманського каналів – з Польщею і країнами Балтії. Волго-Донська система зв’язує Азово-Чорноморський басейн із Росією (аж до Санкт-Петербурга і Мурманська), Казахстаном, Туркменістаном, Азербайджаном, Іраном, забезпечуючи виходи до Каспійського, Балтійського і Білого морів.
Геополітичне положення Одещини обумовлене як вигідним транспортно-географічним розміщенням, так і зростаючою активізацією її участі у великих європейських міжрегіональних організаціях – Асамблеї Європейських Регіонів і Робочої Співдружності Придунайських Країн. Будучи частиною морського фасаду країни, Одеська область значною мірою сприяє активній участі України в роботі країн-членів Чорноморського Економічного Співробітництва (ЧЕС).