İncesu Kayseri’nin güneybatısında, Kayseri-Niğde Devlet Karayolu üzerinde Kayseri’ye 30 km. uzaklıkta olup, 1150 rakımlıdır. Yüzölçümü 872 km2 dir. İlçe’den geçen İncesu deresi Aksu Bağlarından doğmaktadır. İncesu ilçesi Erciyes’in kısmen güney ve güneybatı eteklerinde kurulmuştur. İlçenin batısında yer alan Tekke dağı 1800 m. yüksekliktedir. İlçenin kesin konumu 35o doğu boylamı, 38o kuzey enlemindedir. İlçe; kuzey ve doğuda il merkezi Kayseri, batıda Nevşehir ili Ürgüp ilçesi, güneydoğuda Develi ve güneybatıda Yeşilhisar ilçeleri tarafından sınırlandırılmıştır.
Çevresi dağlarla çevrili, denizden uzak ve deniz etkilerine kapalı olan ilçede yarı kurak karasal bir iklim egemendir. İlçede kış ayları soğuk ve kar yağışlıdır. En soğuk ay Ocak ve Şubat ayları olup, ortalama sıcaklık –20’nin üzerindedir. Yaz ayları kısa ama oldukça sıcak geçer. Yaz aylarında sıcaklık ortalaması 220’nin üzerindedir. Yıllık yağış ortalama 300 ile 400 mm’dir. İlçenin güneydoğusu yani Erciyes Dağı ile güneybatısındaki Tekke Dağı eteklerinde az miktarda ormanlık alanlar mevcuttur. İlçede mera vasıflı 49.620 hektar arazi mevcut olup, meralar yeterlidir.