日之影町は、宮崎県の最北山間部に位置し、県都宮崎市からは車で約2時間、距離にして約120kmと離れています。東は綱の瀬川をへだてて延岡市に接し、西は高千穂町、南は美郷町、諸塚村、北は大分県豊後大野市及び佐伯市に接し、東西約9km、南北約30km、総面積277.67km2の面積を持つ自治体であり、町土の約91%が山林となっています。

河川は、県の五大河川の一つでもある五ヶ瀬川が町の中央部を東西に貫流し、その支流の日之影川が町の北部を東西に二分して流れているほか、大小の河川が周囲の深山からこの二つの川に山を削って流れ込み、深いV字形の渓谷を形成しています。
これらの河川の両岸は50m ～ 100mの切り立った断崖となり、その上部に階段状に耕地が拓かれ、その耕地を中心に大小多数の集落が形成されています。

峻険な山岳と大小の河川が生み出す景観は、豊かな大自然の美であり、見る者が目を見張るものがあります。また大分県境の一部は、祖母・傾国定公園区域にも指定されています。

気象は、年平均気温が15.5℃と温暖で、酷暑時でも朝夕は涼しく、冬期でも積雪を見ることはまれですが、全町が急峻な地形であるため、夏場の台風や集中豪雨のシーズンには、土砂崩れなどの災害が発生しやすい状況にあります。

また、本町は、延岡市を中心とする宮崎県北定住自立圏に属しており、地域の大動脈である国道218号は延岡市を起点として五ヶ瀬川の左岸沿いに町を東西に横断し、高千穂町、五ヶ瀬町を経て熊本県へつながっています。