Bilecik, Marmara Bölgesi'nin güneydoğusunda yer almaktadır .
Ancak, il toprakları coğrafi olarak Marmara, Karadeniz, İç Anadolu ve Ege Bölgelerinin kesişim noktaları üzerinde bulunmaktadır .
Bozüyük, Pazaryeri ve Yenipazar ilçelerinde İç Anadolu Bölgesi iklimleri görülürken, Merkez, Gölpazarı, Osmaneli ve Söğüt ilçelerinde Marmara Bölgesi iklimleri hakimdir . Ayrıca, Sakarya Irmağı kıyı şeridinde mikro-klima iklim bölgeleri de bulunmaktadır .