Mössingen liegt am Nordrand der Schwäbischen Alb, eingebettet im Tal der Steinlach, einem Nebenfluss des Neckars. Der Ort erstreckt sich von 435 Metern Höhe an der Unteren Mühle bis zu 853 Metern auf dem Gipfel des Dreifürstensteins. Die Stadt gehört zur Region Neckar-Alb und ist Teil des Verdichtungsraums Mittlerer Neckar, etwa 15 Kilometer südlich von Tübingen.
Erste Spuren menschlicher Besiedlung reichen bis in die Bronzezeit zurück, etwa 2000 vor Christus. Später hinterließen Kelten und Römer ihre Spuren, darunter eine keltische Viereckschanze in Belsen und römische Gutshöfe. Der Name „Messingen“ taucht erstmals im 6. Jahrhundert auf, als alemannische Siedler hier lockere Gehöfte errichteten. Im Mittelalter entwickelte sich der Ort zu einem lokalen Zentrum.
Die Stadt besteht aus den drei Stadtteilen Mössingen, Öschingen und Talheim, die jeweils eigene Ortsräte haben. Bekannt ist Mössingen für seine Streuobstwiesen, die von April bis Juni blühen, und für seine artenreiche Natur mit seltenen Vogelarten wie dem Halsbandschnäpper. Geologisch prägen Kalke und Mergel das Bild, was auch zu spektakulären Bergrutschen führte, etwa am Hirschkopf.
