Situada en la Comunidad Autónoma de Castilla y León, Miranda se localiza al nordeste de la provincia de Burgos, haciendo frontera con el País Vasco, al norte y este, y con La Rioja, al sur y sureste. El municipio, con un perímetro de 72.312 metros, ocupa una extensión de 101 kilómetros cuadrados.
Surcado por el río Ebro, el término municipal está enclavado en un abierto y amplio valle, extendido de norte a sur entre los Montes de Vitoria, la alineación de los Montes Obarenes y el desfiladero de Sobrón. Su red hidrográfica está formada por el Ebro y tres de sus afluentes : Oroncillo, Bayas y Zadorra.

       La Ciudad se encuentra a 471 metros sobre el nivel del mar, a 20º 53´86” de altitud y 20º 57´y 3,93” de longitud, al oeste del meridiano de Greenwich.

       El clima mirandés es de transición entre el clima cantábrico, húmedo y templado, y el de la meseta castellana, seco y con amplio abanico de temperaturas, desde muy frías en los meses invernales hasta muy elevadas en los estivales.