Valencia se situa en el Valle del
Río Cabriales atravezando en parte de Norte a Sur, esta bella ciudad esta rodeada de colinas al oeste, estribaciones al este, parte de la serranía de la costa al norte y sabanas al sur. Se limita al norte los Municipios
Naguanagua y
San Diego, al sur los estados de Cojedes y Guárico, al este los municipios Los Guayos y Carlos Arvelo, y al oeste el municipio Libertador. Es el municipio de mayor extensión territorial de
Carabobo. Del Lago de Valencia, le corresponden 80 km². El lago de Valencia o lago de Tacarigua es el segundo lago de agua dulce natural en importancia de
Venezuela después del Lago de
Maracaibo. Se encuentra emplazado en una fosa tectónica conocida como Graben de Valencia que se encuentra entre la Cordillera de la Costa y la Serranía del Interior. Sus coordenadas geográficas son 68º.59´12" de longitud oeste y 10º 10´11" de latitud norte.
Valencia, por ser una ciudad cercana a las costas marítimas de
Venezuela es una ciudad de temperaturas bastante cálidas. Su temperatura media anual es de 26 ºC. A la sombra 23,3 ºC con máximo de 32,6 ºC y mínima de 18,5 ºC. La ciudad está situada a 479 msnm. Los vientos alisios tienden a refrescar la temperatura.
Valencia, como la mayor parte de
Venezuela, tiene un período de lluvias que va desde mayo a noviembre. El resto del tiempo hay pocas precipitaciones.
Valencia tiene una vegetación tropical, como el resto de
Carabobo. Las zonas más verdes se hallan en los cerros a la izquierda y a la derecha de la ciudad misma, en especial en el Cerro del Casupo, así como en varios parques de la zona.
Entre los animales que se pueden hallar en las montañas se hallan picures, osos hormigueros, puercoespines, venados y las iguanas, así como diversas serpientes y otros reptiles.