Ibadan liegt im Südwesten des Landes, nördlich der Metropole Lagos und östlich der Grenze zu Benin. Ungefähr zehn Kilometer östlich befindet sich der Asejire-Stausee. Im Norden der Stadt liegt der kleinere Eleyele-Stausee, der vom Fluss Alaputa gespiesen wird. Der Fluss Ona und sein Zufluss Ogunpa entspringen in der Nähe der Stadt und fließen nach Süden. Auf dem Gebiet von Ibadan befinden sich mehrere Hügel, im Stadtzentrum z. B. der Mapo.