阿南町は、本州の中央に位置する南アルプスと中央アルプスに挟まれ、太平洋に注ぐ天竜川の右岸にあり、長野県の南端、下伊那郡の南部に位置しています。
東は天竜川を隔てて泰阜村、西は阿智村・平谷村・売木村、南は天龍村と、愛知県豊根村、北は下條村と接し、東西15.5km、南北18.2km、総面積は約123.07k㎡の町です。
町の主要道路は、飯田市と豊橋市を結ぶ国道151号で、町の真ん中を南北に縦断し、新野地区で売木村や天龍村へ通じる国道418号と交差しています。
標高は、315ｍから1,664ｍにおよび、起伏の多い傾斜地に56の集落が点在する山間地域です。天竜川流域には第三紀層が広く分布し、サメの歯に代表される化石が産出されています。
森林が町の総面積の84％を占め、農用地は7％、宅地は1％です。