Das von Zwickauer und Freiberger Mulde sowie Zschopau (mit Talsperre Kriebstein) durchflossene Kreisgebiet erstreckt sich vom Mittelsächsischen Hügelland über das Erzgebirgsvorland bis zum Osterzgebirge. Im Norden wird der Landkreis von der Leipziger Tieflandsbucht begrenzt, im Süden vom Kammgebiet des Erzgebirges (höchste Erhebung des Kreisgebiets ist mit 837 m über dem