Meckenheim liegt in der Voreifel vor dem Ahrgebirge am Südrand der Kölner Bucht, im linksrheinischen Teil des Rhein-Sieg-Kreises, etwa 15 Kilometer südwestlich des Stadtzentrums von Bonn und unmittelbar an der Landesgrenze zu Rheinland-Pfalz im Süden Nordrhein-Westfalens. Im Nordosten der Stadt beginnt der Kottenforst, der sich bis nach Bonn erstreckt. Die Altstadt wird von der Swist durchquert. Oberhalb von Ersdorf befindet sich mit 386,1 m ü. NHN der höchste Punkt der Gemeinde. Der niedrigste Punkt mit 159,5 m ü. NHN befindet sich am Ufer der Swist an der Gemeindegrenze in den Berger Wiesen. Der Bahnhof Meckenheim (Bz Köln) und der Haltepunkte Meckenheim Industriepark sowie die nur an Wochenenden bediente Station Kottenforst liegen an der Voreifelbahn (Bonn-Euskirchen-Bad Münstereifel), auf der im Schienenpersonennahverkehr (SPNV) die S-Bahn 23 (S 23) verkehrt. Die DB Regio setzt dafür LINT-Triebwagen der Baureihen LINT 54 und LINT 81 ein. 

Die Stadt ist gegliedert in die Kernstadt mit 17.454 Einwohnern (Stand: 10. September 2019), bestehend aus der Altstadt an der Swist und der ostwärts angrenzenden „Neuen Mitte“, sowie die Stadtteile Altendorf (1258 Einwohner), Ersdorf (890 Einwohner), Lüftelberg (1316 Einwohner) und Merl (5955 Einwohner). Im Nordwesten der Stadt befindet sich ein großes Gewerbe- und Industriegebiet, der Industriepark Kottenforst.

In Meckenheim gibt es drei katholische, eine evangelische und eine Gemeinschaftsgrundschule. Die drei weiterführenden Schulen – Konrad-Adenauer-Gymnasium, Theodor-Heuss-Realschule und Geschwister-Scholl-Hauptschule – befinden sich auf dem Schulgelände Königsberger Straße. Das Katholische Familienbildungswerk verfügt über Räumlichkeiten am Kirchplatz und bietet Kurse in den Stadtteilen an. Der Volkshochschulzweckverband Meckenheim-Rheinbach-Swisttal mit Wachtberg führt in Meckenheim in jedem Semester Weiterbildungsveranstaltungen und Vorträge im Schulzentrum durch. Die Straße, an der das BKA eine Außenstelle hat, war nach Paul Dickopf benannt. Auf Antrag des BKA, das sich auf neueste Forschungsergebnisse der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg zu Dickopfs Vergangenheit berief, beschloss der Hauptausschuss des Rates der Stadt Meckenheim am 21. September 2011 die Umbenennung in Gerhard-Boeden-Straße zum 25. Juni 2012. Wegen ihrer Herkunft aus Meckenheim führte die Familie des Bocholter Kupferstechers Israhel van Meckenem ihren niederdeutschen Namen (übertragen ins Neuhochdeutsche also von Meckenheim).