6.575 kilometrekare yüzölçümüne sahip Gümüşhane ili Karadeniz Bölgesi’nin Doğu Karadeniz Bölümü’nün iç kesiminde 38° 45’ - 40° 12’ doğu boylamları ile 39° 45’ - 40° 50’ kuzey enlemleri arasında yer almaktadır. İl Doğusunda Bayburt, Batısında Giresun, Kuzeyinde Trabzon ve Güneyinde Erzincan ile komşudur. İlin deniz seviyesinden ortalama yüksekliği 1210 metredir.
İlimiz 657.500 hektarlık yüzölçümü ile Türkiye’nin yüzölçümünün yaklaşık % 0,84’nü oluşturmaktadır. Gümüşhane ili yeryüzü şekilleri bakımından iki farklı özellik göstermektedir: Birincisi yüksek bir plato olan Şiran, Kelkit ve Köse ilçelerini kapsayan güney kesimidir. İkincisi dar ve derin vadilerle birbirinde ayrılmış yüksek dağların bulunduğu Merkez, Torul ve Kürtün ilçelerini kapsayan kuzey kesimidir. Gümüşhane’nin ünlü yayları da kuzey kesiminde bulunur. Genel itibariyle dağlık ve engebeli bir arazi yapısına sahip olan Gümüşhane İli arazisinin %60’ını dağlar,%29’unu platolar ve %11’ini ovalar teşkil etmektedir. İlin en yüksek noktası 3.331 metre ile Abdal Musa Tepesidir.
İlin önemli akarsularından biri Gümüşhane’nin içinden geçerek Karadeniz’e dökülen 142 km uzunluğundaki Harşit Çayıdır. Kelkit Vadisi boyunca uzanan 320 km uzunluğundaki Kelkit Çayı ilin diğer önemli akarsuyudur.
