Kuzeyde ve batıda Munzur Dağları ile Karasu Nehri, doğuda Bingöl Dağları ve Peri Suyu, güneyde Keban Baraj Gölü ile çevrilidir. Coğrafi konumu 38° 19′ ve 40° 26′ doğu boylamları ile 39° 36′ ve 38° 46′ kuzey enlemleri arasındadır. Yüzölçümü 7583 km² olup, Türkiye’nin yüzölçümüne oranı %0,97’dir.
Tunceli’nin coğrafi yapısı, engebeli ve oldukça arızalı bir topografik görünüme sahiptir. Topraklarının %69,9’u dağlar, %24,9’u platolar, %5,2’si ovalar ile kaplıdır. İlin en yüksek noktası Akbaba Dağı (3462 m), en alçak noktası ise Keban Baraj Gölü (700 m) seviyesidir. İlin dağları arasında Munzur Dağları (Yılan Dağı 2950 m, Ziyaret Tepe 3071 m, Karasakal Dağları 3123 m, Avcı Dağları 3345 m), Bağırpaşa Dağı (3292 m), Kırklar Dağı (2033 m), Topatan Tepe (2234 m), Karaoğlan Dağı (2422 m) sayılabilir. İlin ovaları arasında Ovacık Ovası ve Zerenik Ovası bulunmaktadır.
Tunceli’nin akarsuları tamamıyla Fırat Havzası içerisinde yer almaktadır. İlin başlıca akarsuları Deri Suyu, Munzur Suyu, Pülümür Çayı, Hozat Deresi, Avuşkert Deresi ve Ormanyolu Çayıdır. Bu akarsuların vadileri ile derince yarılmış olan il topraklarında kanyonlar oluşmuştur. Bunlardan en önemlisi Munzur Vadisi’dir. Munzur Vadisi Ulusal Parkı olarak koruma altına alınmıştır. İlin tek gölü ise Keban Baraj Gölü’dür. Keban Baraj Gölü hem sulama hem de balıkçılık açısından önemli bir kaynaktır.
Tunceli’nin bitki örtüsü ormanlarla kaplıdır. Ormanların toplam alanı 313.000 hektardır. İlin ormanlarında meşe, ardıç, gürgen, dişbudak, kavak ve çınar gibi ağaç türleri bulunmaktadır. İlin iklimi karasal iklimdir. Yazlar sıcak ve kurak, kışlar soğuk ve yağışlı geçer. Yıllık ortalama sıcaklık 11°C’dir. Yıllık ortalama yağış miktarı ise 600 mm’dir.
Tunceli’nin coğrafi yapısı ve özellikleri hem doğal hem de kültürel zenginliklere sahiptir. Tunceli’nin coğrafyası hem tarih hem de turizm açısından önemli bir potansiyele sahiptir. Tunceli’nin coğrafyası hem güzellik hem de gizem doludur. (İLKHA)