Ostrach liegt am gleichnamigen Fließgewässer am südöstlichsten Punkt der alten hohenzollerischen Lande im Ostrachtal.
Historisch setzt sich die Gemeinde aus Gebieten von den drei Ländern Königreich Württemberg, Großherzogtum Baden und dem Fürstentum Hohenzollern-Sigmaringen zusammen. Ostrach ist umgeben von Moränen, Hügeln, eiszeitlichen Moorflächen und großen Waldgebieten.
Der Regenmesser ist mitten in einem bebauten Wohngebiet im Nordwesten der Stadt mit den Koordinaten 47°57'N 9°22'E aufgestellt.