El municipio de San Miguel Ixitlán, se localiza en la parte sur del estado de Puebla. Sus coordenadas geográficas son los paralelos 17º 55' 54'', 18º 03' 00'' de latitud norte y los meridianos 97º 50' 06'', 98º 00' 49'' de longitud occidental, sus colindancias son: al norte limita con Oaxaca, al sur limita con Oaxaca, al poniente con Petlalcingo y Chila de las Flores, y al oriente con Oaxaca.
Tiene una superficie de 72.61 kilómetros cuadrados que lo ubica en el 199 lugar con respecto a los demás municipios del estado.
En el municipio confluyen dos regiones morfológicas, al norte se inicia el Valle de Acatlán, al sur la Mixteca Baja . El Valle de Acatlán está formado por un sinclinal por donde corren los ríos Mixteco y Acatlán, cuyos anticlinales están formados al norte por la Sierra de Acatlán y al sur por la Mixteca baja.
La Orografía del municipio en general es montañosa aunque no muy alta; destacan algunos elementos orográficos que a continuación se describen:
La pequeña sierra de 7 km. de largo que cruza el norte y alcanza 300 metros de altura, destacando los cerros Yuyucada y el Chino.
El cerro Temecate, al oriente de la sierra mencionada, es el límite con Oaxaca, que alcanza los 1,860 metros de altura sobre el nivel del mar.
El cerro Yacundabi, al suroeste de San Miguel Ixitlán. Por último, la sierra que cruza el municipio, oscila entre 1,480 y 1,947 metros sobre el nivel del mar.
El municipio se localiza dentro de la vertiente del río Atoyac que desemboca en el Océano Pacífico por la profunda cuenca del río Balsas, no cuenta con corrientes superficiales importantes, tan solo arroyos intermitentes de los cuales destacan los siguientes:
El río Grande, que nace al norte de Zapotitlán Palmas, el Oaxaca, que recorre el municipio de sur a norte por más de 10 km. y sirve de límite con Chila, encausándose al valle de Acatlán en donde se une con otros tributarios del Mixteco, afluente del Atoyac.
Los arroyos salados, San Luis, Temecate, Tetoto, Cuajilote y la Mina, cruzan el municipio de este a oeste y se unen al río Grande.
En el municipio se presenta un solo clima, del grupo de los cálidos.
Clima semicálido subhúmedo con lluvias en verano. Periodo de lluvias de mayo a septiembre muy escaso.
El municipio aún conserva parte de su vegetación original, existen bosques de encino con vegetación secundaria arbustiva y selva baja caducifolia, distribuidas al sur y centro respectivamente. El resto del territorio presenta pastizales y en menor medida zonas temporaleras, dentro del municipio se tiene la existencia del conejo, chamalacas, coyote, zorro, gato montes, venado, ardilla, víbora de cascabel, iguanas, mazacuatas, culebra negra, coralillo, vejuquillo, escorpiones, paloma, codorniz.
En la rama forestal predominan bosques de pino y encino que se utilizan para la construcción. Canteras de Piedra y minas de Manganeso, además del cuarzo que no han sido explotados.
En el municipio se identifican suelos pertenecientes a dos grupos que a continuación se describen:
Regosol: Es el suelo predominante, ocupa el centro y norte del municipio.
Litosol: Se presenta al sur del municipio.