Kabupaten Pemalang terletak di pantai utara Pulau Jawa. Secara astronomis, kabupaten ini terletak antara 109°17'30" - 109°40'30" BT dan 6°52'30" - 7°20'11" LS. Luas wilayah kabupaten ini ialah sebesar 111.530 km², dengan batas-batas wilayah: sebelah Utara berbatasan dengan Laut Jawa. sebelah Timur berbatasan dengan Kabupaten Pekalongan. sebelah Selatan berbatasan dengan Kabupaten Purbalingga sebelah Barat berbatasan dengan Kabupaten Tegal. Kabupaten Pemalang memiliki topografi bervariasi. Bagian utara merupakan dataran rendah, berupa daerah pantai dengan ketinggian berkisar antara 1-5 meter di atas permukaan laut. Bagian tengah merupakan dataran rendah yang subur dengan ketinggian 6–15 m di atas permukaan laut; sedangkan bagian selatan merupakan dataran tinggi berupa pengunungan yang subur serta berhawa sejuk dengan ketinggian 16–925 m di atas permukaan laut. Puncak tertingginya ialah Gunung Slamet, yang berada di perbatasan dengan Kabupaten Tegal dan Kabupaten Purbalingga, dan merupakan gunung tertinggi di Jawa Tengah. Wilayah bagian selatan Pemalang biasa disebut Waliksarimadu yaitu singkatan Watukumpul, Belik, Pulosari, Moga, Warungpring dan Randudongkal. Wilayah tersebut juga sering disebut sebagai Pemalang Selatan. Wilayah Kabupaten Pemalang dilintasi oleh tiga sungai besar, yaitu Sungai Comal, Sungai Waluh, dan Sungai Rambut, yang menjadikannya sebagai daerah aliran sungai yang subur. Sungai Comal merupakan sungai terbesar, yang alirannya melalui tujuh wilayah kecamatan di kabupaten ini, dan bermuara ke Laut Jawa tepatnya di Ujung Pemalang.