Bagnols-sur-Cèze se trouve en Languedoc, aux portes de la Provence, à une soixantaine de kilomètres à l'est des Cévennes.
Bagnols-sur-Cèze se trouve au nord-est du département du Gard, à l'extrémité orientale du Languedoc-Roussillon, près de la limite avec Provence-Alpes-Côte d’Azur, non loin de la limite avec Rhône-Alpes.
Les villes de plus de 20 000 habitants les plus proches sont Avignon (une trentaine de kilomètres au sud), Nîmes (une cinquantaine de kilomètres au sud-ouest), Alès (une soixantaine de km à l'ouest) et Montélimar (une cinquantaine de km au nord). Orange se trouve en position symétrique de Bagnols par rapport au Rhône, à une vingtaine de kilomètres, mais seuls des axes secondaires relient ces deux villes.
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