İlçe Merkezinin yerleşim yeri ova üzerindedir. İlçenin kuzey bölgesi dağlık olup, bu bölgede köyler tarım arazisi dışına, yamaçlara kurulmuştur. Güney bölümündeki köyler ise ova içerisindedir.
Kahta; 38-17 doğu boylamı ile 37-45 kuzey enlemi üzerinde yer alır. Denizden yüksekliği 750 metredir. Kuzeyde yüksekliği 2000 metreye ulaşan sıra dağlarla çevrili Kahta 1490 km2'lik yüz ölçüme sahiptir. Adıyaman ilinin 33 km. doğusunda yer alır. İlçe yüzölçümünün -Kahta merkez dahil - yaklaşık üçte ikisi 1. derecede, kalan yaklaşık üçte biri ise 2. derecede deprem bölgesi içindedir.
Kahta ilçesi, doğuda Gerger ilçesi, güney ve güneydoğuda Şanlıurfa ili, güneybatıda Samsat ilçesi, batıda Adıyaman, kuzeyde Sincik ilçesi ve Malatya ili ile çevrilidir. Şu anda ilçenin doğu ve güneydoğu kesimindeki sınırını Atatürk Baraj Gölü meydana getirmektedir.
İlçenin kuzey kesimi dağlık alanlardan meydana gelirken, güney kesimi düzlük alanlardan meydana gelmektedir. Kuzeydeki en yüksek nokta Nemrut Dağıdır (2.206m.) , dağlık alanlardan güneye doğru gidildikçe önce plato alanlarına sonra geniş ovalara geçilir. Kahta Antitoros Dağlarının güney eteklerinde başlayıp güneye doğru alçalan ve Harran ovasına doğru uzanan bir arazi yapısına sahiptir. İlçe merkezi düz bir alanda kurulmuştur.
Dağlar : Güneydoğu Toroslar silsilesi üzerinde Karadut Köyünün kuzeyindeki 2.206 m. yüksekliğindeki Nemrut Dağı ilçenin belli başlı önemli dağıdır.
Akarsular : İlçenin en önemli akarsuları Kahta Çayı ve Kalburcu Çayıdır.
Kahta Çayı : Çelikhan yöresindeki Bulam, Abdülherap ve Recep sularını alarak güneydoğu istikametinde ilerleyip Kahta topraklarına girer. Tarihi Cendere Köprüsünden geçtikten hemen sonra Eski Kâhta (Kocahisar) Köyü istikametinden gelen çay ile birleşerek güneye doğru ilerler. Zilan Çayını da alarak baraj gölüne dökülür. Geniş yataklı bir su olup, çevresinde fasulye, tütün, susam, çeltik ve pamuk ziraati yapılır.
Kalburcu Çayı : Fırat Nehrini destekleyen kollardan biridir.Kakurtlu Çayı civarında Ziyaret ve Çakal Çayını alarak Ayaz Köyü doğusundan Fırat Nehrine karışır.Çevresi ziraate elverişlidir.
Göller : Kahta'da tabi göl yoktur. Ancak Topraksu teşkilatinca Mülk Köyünde "100. Yıl Göleti" adı verilen bir "Sulama Göleti", Dut Köyünde de aynı şekilde "Dut Göleti" adında bir sulama göleti yapılmıştır.
