La Orotava es el más extenso de los municipios tinerfeños, ocupa un amplio sector del centro de la isla, abriéndose al mar por el valle del mismo nombre. Por el noreste linda con Santa Úrsula, siguiendo el barranco del Pino, desde la Cordillera Dorsal, a la playa del Ancón. Por el oeste y norte, la demarcación queda señalada por una serie de trazos rectilíneos, en la base del estratovolcán Teide-Pico Viejo; apareciendo Guía de Isora, Santiago del Teide Icod de los Vinos, La Guancha, San Juan de la Rambla y Los Realejos. El barranco de la Raya, sirve asimismo de linde con este último municipio. Cerrando parte de su salida al mar, por el norte, aparece el Puerto de la Cruz.

La corta línea costera de apenas 2 kilómetros se presenta acantilada, aunque con un par de buenas playas de negras arenas.

En una posición central dentro de la isla y en el sector meridional del término, aparece el conjunto Caldera de Las Cañadas y el estratovolcán Teide-Pico Viejo. En la formación de esta amplia depresión cabe señalar dos episodios, a lo que seguiría su destrucción , para la que se barajan distintas hipótesis: explosión, hundimiento y erosión. Al norte de la gran caldera originada, se levantaría progresivamente el estratovolcán del Teide y Pico Viejo (3.718 mts. y 3.134 mts.).

Por el norte, el término desciende en rampa hacia la costa, disminuyendo la acusada pendiente, a medida que nos acercamos al litoral. Delimitado por el escarpe de Santa Ursula al este y Tigayga, ya en el municipio de Los Realejos, al oeste, el Valle de La Orotava, supone un espacio que recibe la denominación de valle intercolinar.

La extensión, desde el mar hasta las cumbres mayores del Archipiélago, permite la existencia de sectores con marcadas diferencias climáticas y sus correspondientes áreas de transición. Desde las zonas bajas, con mayores índices de insolación y menores precipitaciones, al espacio de clara influencia del alisio, con la típica inversión térmica y mayores registros pluviométricos; hasta los rigores de la alta montaña, con nieves invernales. En consecuencia, la cubierta vegetal conoce una amplia variedad de especies. Desde los cultivos de regadío (plataneras) a los propios de medianías. Frente a los escasos reductos de laurisilva, le siguen densas extensiones de pinar con sotobosque de fayas y brezos, pinares de repoblación, que dan paso al matorral de alta montaña, hasta la solitaria violeta del Teide.