Situé à l'est du département de l'Ariège, limitrophe avec l'Aude, le Pays d'Olmes s'insère entre la plaine céréalière de Mirepoix, et les premières montagnes ariégeoises, le Massif de Tabe (Pic St Barthélémy, 2368 mètres), où se situe la station des Monts d'Olmes.

Traversé d'Est en Ouest par le chaînon calcaire du Plantaurel, le territoire, d'une superficie de 221.75 km2, présente une topographie tout à fait particulière où les altitudes s'étagent entre 450 mètres et 2368 mètres.

Région autrefois couverte d'ormes (olmes), le Pays d'Olmes s'organise autour de trois vallées : l'Hers, le Touyre et le Douctouyre. Lavelanet, sur le Touyre, est le bourg centre, aux carrefour des routes départementales D.117 (Foix -Perpignan) et D.625 (Mirepoix - Carcassonne).