Jagodina se prostire od 43°52′ do 44°07′ severne geografske širine i od 21°02′ do 21°21′ istočne geografske širine na nadmorskoj visini od 116 metara. Nalazi se u centralnom delu Pomoravskog okruga, samo 136 km južno od Beograda i 130 km severno od Niša, na koridoru A-10 međunarodnog auto puta E-75 i samim tim čini srce Pomoravlja.
Prostire se na površini od 470 km² , u podnožju Đurđevog brda, u ravnici oko Belice (koja je leva pritoka Velike Morave). Kroz teritoriju grada protiču reke Velika Morava i Lugomir, a zapadno od Velike Morave nalaze se planine, Juhor (755 metara) i Crni vrh (708 metara), koje pripadaju Rodopskim planinama.
Jagodinska opština graniči se sa opštinama: Svilajnac na severu, Despotovac na severo-istoku, Batočina na severo-zapadu. Na istoku i jugo-istoku graniči se sa opštinama Paraćin i Ćuprija, na zapadu sa opštinom Kragujevac i na jugo-zapadu sa opštinom Rekovac.
Prema podacima Republičkog zavoda za statistiku, po poslednjem popisu iz 2011. godine, ukupan broj stanovnika na teritoriji Jagodine iznosio je 71 195, što predstavlja 301-og stanovnika više u odnosu na popis iz 2002. godine. Oko 50,70% stanovnika živi u samom gradu, a 49,30% živi na selu.