Die ca. 5.460 km² große Region Donau-Iller befindet sich im Süden Deutschlands. Die namensgebenden Flüsse Donau und Iller fließen durch die Region und markieren in weiten Teilen auch die hier verlaufende Bundeslandgrenze zwischen Bayern und Baden-Württemberg. Da es in Deutschland nur wenig bundeslandüberschreitende Planungsregionen gibt, stellt die Region Donau-Iller immer noch eine bundesweite Besonderheit dar.

Der Alb-Donau-Kreis, Landkreis Biberach sowie der Stadtkreis Ulm bilden den Baden-Württembergischen Teil der Region.

Der Bayerische Regionsteil umfasst den Landkreis Günzburg, Landkreis Neu-Ulm und Landkreis Unterallgäu sowie die kreisfreie Stadt Memmingen.