אסטוניה נמצאת בצפון-מזרח אירופה. היא גובלת בצפון במפרץ הפִינִי שבים הבלטִי, במזרח ברוסיה, בדרום בלטביה ובמערב בים הבלטי.
אסטוניה היא המדינה הצפונית והקטנה ביותר במדינות הבלטיות. זוהי ארץ שטוחה ברובה. הנקודה הגבוהה ביותר היא גבעת מונמגי (318 מטר מעל פני הים), הנמצאת בדרום-מזרח המדינה, בסמוך לגבול עם לטביה.
הנהר הגדול של אסטוניה הוא הפֶּרנוּ, הנשפך למפרץ ריגָה שבדרום-מערב המדינה. באסטוניה יש יותר מ-1,400 אגמים. הגדולים שבהם הם ימת וירץ שבדרום-מרכז המדינה וימת פייפסי, שבמימיה עובר הגבול בין אסטוניה לרוסיה. בתחומי אסטוניה נכללים איים שונים בים הבלטי. הגדולים שבהם הם האיים סַרֶמָה והִיאומָה.