Mapa físico de Jilin
La provincia de Jilin está ubicada en el centro de la región Noreste del país, limitando al norte con Heilongjiang, al este con Rusia, al sureste con Corea del Norte, al suroeste con Liaoning y al oeste con Mongolia Interior. Con 146 hab/km² es la novena división menos densamente poblada, por delante de Yunnan, Ningxia, Heilongjiang, Gansu, Mongolia Interior, Sinkiang, Qinghai y Tíbet, la menos densamente poblada.
En Jilin la zona de mayor altitud se encuentra al sureste. Desde allí la provincia desciende suavemente hacia el noroeste. En las Montañas Changbai, en la zona suroriental, está la cima más alta de la provincia, el monte Baiyun (2691 metros). Otras cadenas montañosas son Jilinhada, Zhang Guangcai y Longgang.
En Jilin hay varias cuencas fluviales: las de los ríos Yalu y Tume (que forman la frontera entre China y Corea del Norte) en el suroeste, las de varios afluentes del río Liao en la fonrtera meridional y las de los ríos Songhua y Nen, que desembocan en el Amur.