Petra leży w południowo-zachodniej części obecnej Jordanii. Położona jest na terenie wyżynnym, półpustynnym, wśród skał ciągnących się na odległość ok. 1,6 km ze wschodu na zachód i z północy na południe, będących zachodnią częścią masywu Dżabal asz-Szara. Dolinę Petry przecina koryto rzeki okresowej – Wadi Musa, której dopływy okalają płaskowyże, na których rozrosło się antyczne miasto Nabatejczyków. Okoliczne całoroczne strumienie wody zapewniały przeżycie tylko niewielkiemu osiedlu. Znaczny przyrost mieszkańców w czasie największego rozkwitu Petry, spowodował, że Nabatejczycy musieli rozbudować system wodociągów i cystern skalnych, by magazynować wodę dla wciąż rosnącej populacji.
