În cadrul judeţului, oraşul Frasin are o poziţie relativ centrală, distanţele, în km, faţă de marginile cardinale ale judeţului, în linie dreaptă sunt: la nord – 84 km, la sud – 65 km, spre vest – 75 km, spre est – 80 km .
Până la Suceava, capitala judeţului, sunt 43 km, iar până la cele mai apropiate oraşe, Gura Humorului doar 7 km şi Câmpulung Moldovenesc – 25 km .
Oraşul Frasin este străbătut de magistrala CFR ce leagă Moldova de Ardeal, de drumul naţional DN 17 de clasificaţie europeană 576 şi de drumul judeţean DJ 177A ce leagă bazinul superior al Moldovei de bazinul Bistriţei .
Teritoriul administrativ al oraşului se învecinează la nord cu comuna Mănăstirea Humorului la vest cu comuna Vama, spre sud cu comuna Stulpicani, înspre sud – est comuna Slatina şi la est cu oraşul Gura Humorului.
Între aceste limite, oraşul Frasin are o întindere de 87,31 km2 , din care 61% este ocupată de pădure, 35% suprafaţa agricolă, restul fiind ape, drumuri, construcţii şi teren neproductiv.
Acest oraş face parte din rândul aşezărilor specifice zonelor de munte, fiind o localitate medie ca mărime dar ceea ce îi dă frumuseţe şi pitoresc este diversitatea formelor de relief existente pe raza acesteia.
Oraşul Frasin se află în nordul Carpaţilor Orientali ocupând 2 trepte de relief distincte : depresiunea şi muntele .
Depresiunea Frasin face parte din grupul de depresiuni ce se întâlnesc pe Valea Moldovei, acestea fiind separate de mici defileuri din roci dure.
În zona Frasinului depresiunea se individualizează între strâmtura Molidului şi cea de la Cotul Buhii, unde valea se îngustează evident. Rocile mai puţin dure dintre aceste puncte au permis Moldovei şi Suhei să-şi lărgească văile, depresiunea fiind una de eroziune.
În dreapta văii Moldovei şi la confluenţe s-au format mai multe nivele de terase. Pe cele mai joase se găsesc gospodăriile populaţiei şi terenurile agricole.
În nord, depresiunea este mărginită de Obcina Mare, care face parte din grupa nordică a Carpaţilor Orientali iar în partea sudică este închisă de 2 masive : Obcina Voroneţului şi Ascuţita, pe dreapta şi respectiv stânga Suhei. Aceste culmi sunt o prelungire spre sud, peste Moldova, a Obcinei Mari. Ele fac parte din Munţii Suha, o componentă a Obcinei Stânişoara.
Culmile principale sunt orientate spre sud, deşi afluenţii numeroşi ai Moldovei şi Suhei au fragmentat masivele alcătuite din fliş (gresii, argile, conglomerate), în culmi secundare cu denumiri locale cum sunt: Dealul Mare, Cetăţuia, Bârloage, Cotu – în Obcina Mare şi Bucşoiţa, Dealul Suhei, Brusturoasa, Clădita, Dealul Frasinului, Ascuţita – în sud.
Înălţimea multora din aceste „dealuri” (cum le denumesc localnicii) nu ajung la 1000 m .
Prospecţiunile geologice au identificat însemnate zăcăminte de hidrocarburi : gaz metan şi gazolină, exploatate în Bucşoaia.
Solurile specifice oraşului Frasin fac parte din clasele : argiluvisoluri, cambisoluri, spodosoluri şi soluri aluviale. Sunt soluri brune, gălbui formate pe argile şi gresii, având fertilitate redusă, fiindu-le necesare îngrăşăminte.
Reţeaua râurilor din depresiunea Frasin aparţine Moldovei care, la rândul ei face parte din bazinul hidrografic al Siretului. Râul Moldova primeşte numeroşi afluenţi în depresiunea Frasinului.
Cel mai însemnat este Suha Bucovineană.
Oraşul Frasin se înscrie în climatul depresiunilor şi munţilor mijlocii, cu unele trăsături specifice ; uşoare influenţe baltice (umiditate destul de mare şi ierni uneori lungi), caracter continental (secetă şi ger prelungit), remarcându-se şi inversiuni de temperatură datorită diferenţei de nivel dintre depresiune şi culmile înconjurătoare.
Vegetaţia localităţii constă în păduri, pajişti şi fâneţe. Fondul forestier este dominat de molid, brad, fag. Sunt zone ocupate numai de conifere sau numai de foioase dar specificul este dat de amestecul acestora, păduri de amestec.
Pajiştile ocupă sub formă de păşuni şi fâneţe peste 2500 ha , aproape o treime din suprafaţa localităţii.
