Esterzili è situato nella parte centro-orientale della Sardegna ed appartiene alla Barbagia meridionale o di Seulo, sull'orlo di un'area montuosa compresa tra il Gerrei, il Sarcidano e l'Ogliastra, delimitata dal corso del Rio Flumineddu a Nord Est, dall'altopiano del taccu di Orboredu a Sud, dalla sponda sinistra del lago artificiale del Flumendosa ad Ovest e dal corso d'acqua che prende diverse denominaziooni a seconda dei terreni attraversati, Bau de Sàdali, Bau de Nuluttu e Bau de Bittili, a Nord Ovest.
La sua circoscrizione territoriale comprende circa 11.000 ettari di superficie, in gran parte costituita da magri pascoli naturali, da tavolati calcarei, da rocciai e da pietraie sporgenti, intersecate da profonde valli incassate, in un paesaggio quanto mai aspro e selvaggio con limitate estensioni a boschi cedui.
È un ambiente di montagna, con una altimetria media di circa 800 metri sul livello del mare, che si stende dalla modeste quote di 300 metri delle strette e brevi vallate scavate dall'acqua alla vetta del Monte Santa Vittoria che segna 1212 metri sul livello del mare.
Il Monte Santa Vittoria ha un rilievo molto accidentato, con notevoli dislivelli causati dagli scoscendimenti dei terreni schistosi e dalla formazione di altipiani calcarei sovrapposti, come il piccolo Taccu di Esterzili che è un lembo del più esteso Taccu di Sadali, e il vasto Taccu di Orboredu - Taccu 'e Linu che poggia sulle propaggini del Santa Vittoria e termina a strapiombo sulla vallata del corso del Flumendosa che lo separa dall'altopiano basaltico di Nurri-Orroli, mentre ad Est declina nella valle del Flumineddu che lo stacca dal tavolato calcareo di Ulassai e di Perdasdefogu. Tutto il territorio è dominato dai venti di nord ovest, maestrale e tramontana, ha però qualche modesta conca riparata dal freddo con limitate possibilità di coltivazioni, specialmente nelle strisce terrazzate lungo i corsi d'acqua. La maggior parte della superficie comprese le poche estensioni forestali, è sfruttata solo a pascolo brado con greggi di capre e di pecore e con branchi di vacche di piccola taglia in condizioni di selvatichezza.
Grazie alle bellezze naturali, alla singolarità del paesaggio, alla frescura estiva, alla ricchezza del patrimonio archeologico ed alla conservazione di alcuni elementi etnografici abbastanza interessanti, la presenza di numerosi murales, Esterzili è il luogo ideale per il turista che intende praticare escursioni nella natura.