Die Stadt Pontarlier liegt im Westen der Region Bourgogne-Franche-Comté, im südwestlichen Teil des Departements Doubs.
Die Gemeinde Pontarlier hat eine Fläche von 41,4 km2 (16,0 Quadratmeilen). Die Stadt liegt auf einer Hochebene und ihre durchschnittliche Höhe beträgt 1.066 m (3.497 ft); am Rathaus beträgt die Höhe 840 m (2.760 ft).
Durch die Stadt fließt der Fluss Doubs.
| Entfernung von Pontarlier zu anderen Städten |
| Besançon | Paris | Bordeaux | Toulouse | Montpellier | Lyon | Nantes |
| 58 km (36 mi) | 466 km (290 mi) | 781 km (485 mi) | 769 km (478 mi) | 530 km (330 mi) | 232 km (144 mi) | 791 km (492 mi) |
| Pontarlier und seine Nachbargemeinden |
|  |
Die Stadt Pontarlier ist von den Gemeinden umgeben:
Orte in der Nähe von Pontarlier |
| Dommartin | Doubs, Arçon | Maisons-du-Bois-Lièvremont, Les Alliés | | Houtaud | Pontarlier  | LesVerrières (Canton de Neuchâtel) (Schweiz) | | Granges-Narboz | La Cluse-et-Mijoux | Verrières-de-Joux | |
Klima
Der Köppen-Klima-Klassifikationstyp für Pontarlier ist ein "ozeanisches Klima" (auch bekannt als maritimes gemäßigtes Klima) und vom Subtyp Cfb.