Oraşul Ialoveni este situat la nord de ecuator şi la est de meridianul 0 (Londra), în sud-estul Europei; în partea centrală a Republicii Moldova, la 46° 56' latitudine nordică şi 26° 27' longitudine estică. Localitatea se află aproximativ în mijlocul continentului şi se plasează aproximativ la jumătatea distanţei de la Oceanul Atlantic la vest şi munţii Ural la est, la distanţe aproximativ egale de la Ecuator şi Polul Nord. Localitatea este situată pe Cîmpia Europei de Est, pe Podişul Central Moldovenesc, Înălţimea Codrilor, subraionul de sud-est. Vatra localităţii se întinde pe o suprafaţă de 31,4 km patraţi.

Ialoveni se află la o depărtare de 35 km de rîul Nistru şi 12 km de municipiul Chişinău, capitala Republicii Moldova. Se învecinează cu localităţile Costeşti, Mileştii Mici, Piatra Albă, Dănceni, Sociteni, Durleşti şi orăşelul Codru.

Relieful localităţii s-a format după regresiunea Mării Sarmatice, dispărute în urmă cu circa 5 milioane de ani. El este variat: şesuri alternînd cu coline, văi cu rîpe, povîrnişuri, platouri. Valea cea mai mare aparţine rîului Işnovăţ, care traversează oraşul în direcţia de la nord-vest spre sud-vest. Dealul Comarnic, care se află în partea de sud-vest a localităţii, este cel mai înalt din împrejurimi – 190 m deasupra nivelului Mării Negre.

Clima în zona localităţii Ialoveni este temperat-continentală, caracterizîndu-se prin veri calde şi lungi (temperatura medie în iulie – 20-33 °C cu cantităţi scăzute de precipitaţii, iernile cu temperatura medie în ianuarie – 5,5-15 °C.