İlçemiz Güneydoğu Anadolu Bölgesinde Adıyaman ilinin Güney-Doğu kesiminde yer almakta olup, yüzölçümü 338 km2 ve km2’ye 35 kişi düşmektedir.

Batısında; Atatürk Baraj Gölü
Kuzeyinde; Kahta İlçesi
Doğusunda; Atatürk Baraj Gölü
Güneyinde; Atatürk Baraj Gölü (karşı kıyıda Şanlıurfa ili Bozova ilçesi) bulunmaktadır.

Yeni Samsat ilçesi Atatürk Baraj Gölünün kıyısında üç yandan baraj gölü ile çevrili bir yarımada görüntüsü almıştır. Denizde yüksekliği 610 m. Olan ilçemizin il merkezine uzaklığı 47 km.dir.

Arazi Yapısı

İlçemiz güneye doğru eğilimlerle alçalan bir ova görünümündedir. Bitki örtüsü olarak ekilen hububat ve tütünden ibarettir.

İklim

Yazları oldukça sıcak ve kurak kışları ise ılık ve yağışlı geçen Akdeniz iklimi göze çarpsa da nispi nemin düşük olması nedeniyle Güney Doğu Anadolu iklimine benzemektedir. Ancak son yıllarda Atatürk Baraj Gölü nedeniyle nem oranı nispetten artmıştır.