Die Gemeinde liegt im Maintal, etwa zwölf Kilometer von Schweinfurt und zehn Kilometer von der Kreisstadt Haßfurt entfernt. Gädheim liegt in der Planungsregion Main-Rhön und am Südrand der Schweinfurter Rhön. Die unmittelbar am Fluss gelegenen Areale zählen dagegen zum Naturraum Oberthereser Maintal im Steigerwaldvorland.