Красная Поляна расположена в среднем течении реки Мзымта, в 38 км от побережья Чёрного моря, на высоте около 550 метров над уровнем моря. Находится в 65 км к юго-востоку от Центрального Сочи (по дороге). Вместе с расположенным рядом посёлком Эстосадок, образует мини-агломерацию с постоянным населением около 10 тысяч человек. При этом курорты «Альпика-Сервис», «Роза-хутор», «Красная поляна» (бывший «Горки-город»), а также большинство отелей, казино, горнолыжные трассы и обе железнодорожные станции находятся на территории посёлка Эстосадок.

Посёлок со всех сторон окружён высокими горами: с северо-запада горой Ачишхо и её отрогами, с юго-востока — хребтом Аибга (его высшей точкой является гора Каменный Столб (2509,7 м) — самая высокая смотровая площадка на Красную Поляну). В 15 км к северу от Красной Поляны проходит водораздел Главного Кавказского хребта. Посёлок занимает обширную террасу, представляющую собой слегка наклонённую площадь в виде треугольника, вершиной упирающегося в отроги горы Ачишхо, а основанием опирающегося на правый (орографически) берег реки Мзымта. В ледниковый период на месте посёлка находилась нижняя оконечность мощного ледника, следы которого встречаются повсюду в виде громадных валунов и борозд на скалах гор, окружающих долину. В районе посёлка в Мзымту впадают реки — Мельничный, Бешенка, Монашка и Первый Галион.