Baile Olanesti este asezat in zona subcarpatica a Muntilor Capatanii in nord - estul judetului, pe valea raului Olanesti, la imbinarea dealurilor subcarpatice cu zona montana. 2/3 din teritoriu este ocupat de paduri si 1/3 de teren de cultura. Pe majoritatea terenului pentru cultura se afla fanete, pasuni si pomicultura. Cea mai mare parte a teritoriului este ocupat de zona muntoasa care se intinde pana la crestele muntilor Capatanii cu varfurile cele mai inalte: Piatra - 1.640 m, Gerea ¬ 1.885 m, Stogul - 1.494 m, Culmea Buila Vanturarita cu inaltimi intre 1.400 - 1.885 m. Teritoriul este strabatut de paraie care se varsa in valea Olanesti si Valea Cheii, unindu-se in localitatea Valea Cheii si apoi varsandu-se in Olt la Rm.Valcea. Zona are si stanci goale formate din calcar, constituind un mare rezervor de piatra de var (Buila si Stogul) .
Statiunea Baile Olanesti ocupa primul loc printre statiunile balneoclimaterice din Romania in ceea ce priveste numarul de izvoare, calitatile terapeutice si debitul total zilnic al acestora, cat si varietatea compozitiei si a concentratiei apelor minerale.