Разположен е във вътрешността на Родопите на 1650 м надморска височина, в подножието на връх Снежанка. Намира се на територията на Община Смолян и на Община Чепеларе, на 229 km от столицата София, на 81 km южно от Пловдив, 17 km северно от Смолян и 11 km южно от Чепеларе.
Климатът в района на Пампорово се отличава с мека зима, в която има над 100 слънчеви дни. Курортът се нарежда на първо място по слънчеви дни сред всички планински курорти в България. Средната годишна температура е 5,5 °C.