İzmir’in kuzeyinde yer alan Dikili’nin il merkezine uzaklığı 120 kilometredir. İlçenin doğusunda Bergama ilçesi, kuzeyinde Balıkesir ili, batısında ve güneyinde Ege Denizi bulunmaktadır. İlçenin yüzölçümü 534 km²’dir.
Merdivenli ve Denizköy’de bulunan krater gölleri ile mağaraları ve Madra Çayı’na dayanan ormanları ilçenin doğal zenginlikleri arasındadır.
