Orașul Milișăuți se situează în partea de nord a județului Suceava, la o distanță de 30 de km de municipiul Suceava-reședință de județ și la 8 km de municipiul Rădăuți. Orașul Milișăuți se află în partea de nord a Podișului Sucevei, în sudul depresiunii Rădăuți, în zona de confluență a râului Sucevița cu râul Suceava. Suprafața totală a Orașului Milișăuți este de 52,69 kilometri pătrați.
Orașul Milișăuți se delimitează din punct de vedere teritorial cu:
– la Nord, cu municipiul Rădăuți;
– la Nord-Est, cu comuna Satu-Mare;
– la Est, cu comuna Grănicești;
– la Sud, cu comuna Cajvana;
– la Sud-Vest, cu comuna Iaslovăț;
– la Vest, cu comuna Burla;
– la Nord-Vest, cu comuna Volovăț.