Вместе с прилегающими островами Бали образует одноимённую провинцию Индонезии, которая входит в административный регион Малые Зондские острова.
Площадь острова составляет 5,6 тыс. км², протяжённость — 150 км с востока на запад и 80 км с севера на юг. Так называемая линия Уоллеса, протянувшаяся от Бали и острова Ломбок в восточном направлении, служит границей между флорой и фауной тропической Азии и природными зонами Австралии и Новой Гвинеи.
Климат на Бали экваториально-муссонный, вместо привычного деления на 4 сезона здесь различают лишь два: сухой (июнь—октябрь) и влажный (ноябрь—март), наибольшее количество осадков выпадает в январе—феврале. В некоторых районах Бали разница между ними почти незаметна. В период влажного сезона осадки выпадают локально, как правило, ночью в виде кратковременных (1—2 часа) грозовых ливней.
Среднегодовые температуры незначительно колеблются вокруг отметки 26°. В низинах и курортных зонах тепло и днём и ночью; в горах довольно прохладные ночи, и в целом посвежее, чем на остальной территории. Температура воды в океане 26—28°