Die Stadt Bitola liegt im äußersten Südwesten der Republik Macedonia, am Fuß des Baba-Gebirges mit dem Gipfel Pelister (2.601 m), unmittelbar nahe der griechischen Grenze, die etwa 13 km entfernt ist. Im Norden ist Bitola von vier miteinander verbundenen Hügeln mit einer Höhe von 640 bis 890 m umgeben, die als Bair bezeichnet werden und Teil des Oblakovsko-Snegovska-Gebirgszuges (1.430 m) sind.
Im Süden wird die Stadt vom Hügel Tumbe Kafe mit einer Höhe von 744 Metern begrenzt, der ein Ausläufer der höher gelegenen Gebirgsformation Neolica ist, welche wiederum zum weitläufigen Baba-Planina-Gebirge gehört.
Nach Osten hin ist Bitola weit zur Talebene der Pelagonien geöffnet, während sie sich nach Westen zu den fluvioglazialen Ablagerungen des Flusses Dragor, zum breiten Djavato-Tal und zum hoch aufragenden Pelister erstreckt. Das Gelände, auf dem Bitola liegt, fällt von Westen nach Osten – also von Pelister und der Baba Planina in Richtung Pelagonien-Ebene – von etwa 715–710 Metern auf 585–590 Meter ab und verleiht der Stadt eine durchschnittliche Höhenlage von rund 650 Metern. Diese Höhenunterschiede beeinflussen maßgeblich das Erscheinungsbild der Stadt und die Struktur der urbanen Landschaft.
Einerseits liegt die Stadt auf ebenem Gelände, andererseits auf hügeligem Terrain und alluvialem Untergrund. Bitola befindet sich in einer Übergangszone zweier unterschiedlicher landwirtschaftlicher Einheiten: einer landwirtschaftlich-gartenbaulichen Zone im Osten, Nordosten und Südosten sowie einer obst- und gartenbaulichen und zugleich viehwirtschaftlich geprägten Zone im Westen und Südwesten.
Die Stadt Bitola erstreckt sich über folgende Koordinaten: von 21°18′20″ bis 21°22′11″ östlicher Länge (bezogen auf den Greenwich-Meridian) und von 41°00′00″ bis 41°03′20″ nördlicher Breite (bezogen auf den Äquator). Administrativ ist Bitola der Sitz der Gemeinde Bitola und zugleich das wichtigste regionale Zentrum des südwestlichen Teils der Republik Macedonia.