Sestola è situata nel Parco del Frignano ed è dominata dalla mole del Monte Cimone (mt 2165) e da altre montagne facenti parte del crinale spartiacque tosco-emiliano. Il suo territorio si estende dai 321 metri del fondovalle Panaro ai 2.165 della vetta del Monte Cimone, la più alta di tutto l'Appennino settentrionale.
Il capoluogo si trova in posizione mediana (1.020 m s.l.m.), mentre a valle si allarga la vallata del rio Vesale divisa fra le frazioni di Casine, Castellaro, Rocchetta Sandri, Roncoscaglia, Vesale e i dintorni di Poggioraso.
Sestola è la più celebre località turistica invernale dell'Emilia-Romagna per via della vicinanza alla stazione sciistica del Monte Cimone, la principale dell'Emilia-Romagna nonché una delle maggiori nell'Appennino.

La stazione è situata a 1025m di quota su un piccolo crinale nelle vicinanze di Sestola. L'anemometro situato a 10m dal suolo, è esposto ai venti provenienti dai quadranti settentrionali e orientali, ne misura direzione e intensità con elevata precisione grazie all'assenza totale di ostacoli. Per quanto riguarda i venti dei restanti quadranti, la stazione è protetta dalle montagne che contornano Sestola, questa particolare conformazione montuosa permette comunque di misurare con precisione i parametri delle masse d'aria in movimento. Il gruppo sensori esterno denominato ISS (completo di pluviometro e termoigrometro in schermo passivo a 5 piatti) è posizionato a 5m di altezza, ciò (oltre al naturale comportamento dinamico dell'aria fredda che tende a non accumularsi in presenza di un crinale) non permette di misurare temperature minime rilevanti, ma di effettuare misure accurate della temperatura del vento e della temperatura dell'aria in libera atmosfera. Trovandosi a ridosso di una catena montuosa le ore di sole sono ridotte rispetto ad una stazione in campo aperto, la diminuzione di ore solari è particolarmente significativa in inverno quando il sole è presente per 5 /6 ore circa al giorno.