Bandar raya Madurai yang seluas 52 km² terletak di dalam kawasan bandar yang kini mencecah melebihi 130 km².[7] Terdapat sebuah kota desa yang dikenali sebagai Vada Madurai di daerah berjiran Dindigul, serta juga kota desa Manamadurai di daerah berjiran Sivagangai.

Madurai terletak setinggi 101 meter di atas min aras laut. Iklimnya kering dan panas, dengan hujan monsun timur laut antara Oktober hingga Disember. Hujan tahunan puratanya sekitar 85 cm. Suhu pada musim panas mencecah 40°C maksimum dan 26.3°C minimum, walaupun suhu melebihi 43°C juga agak biasa. Sebaliknya, suhu musim sejuk berbeza-beza antara 29.6°C dan 18°C.