Wojsławice położone są 50 km na południe od Wrocławia i 2 km na wschód od historycznej Niemczy, na obszarze chronionego krajobrazu Wzgórz Strzelińsko-Niemczańskich. Administracyjnie należą do gminy Niemcza, powiatu dzierżoniowskiego, województwa dolnośląskiego. Okolice Niemczy to ukształtowane południkowo pasma Wzgórz Gumińskich, Dębowych i Krzyżowych, o zróżnicowanej budowie geologicznej, poprzecinane łagodnymi jarami i wąwozami. Dnem najgłębszego wąwozu, na wysokości 150−200 m n.p.m. płynie z południa na północ rzeka Ślęza, zasilana licznymi potokami. Przy jednym z nich − Wojsławickim Potoku (prawobrzeżnym dopływie) − w malowniczej kotlinie, na północnych stokach Wzgórz Dębowych na wysokości 213−320 m n.p.m. jest położone Arboretum w Wojsławicach.
Teren parku przecinają dwie nieckowate doliny, przebiegające w kierunku wschód − zachód. Ich środkiem przepływają niewielkie, okresowe strumyki. Na ich bazie utworzono kilka stawów przegrodzonych groblą oraz zbudowano niewysokie progi wodne, które niewątpliwie poprawiają warunki mikroklimatyczne dla roślin. W Wojsławicach panuje łagodny klimat przedgórski, ale dość częste występują gwałtowne burze, zwłaszcza wiosną i latem. Dominują wiatry z kierunku Sudetów, czyli południowo-zachodnie. Przed tymi silnymi i gwałtownymi fenami Arboretum chronione jest przez zbocza Ostrej Góry (362 m n.p.m.), a od wschodu osłania je kulminacja Wysokiego Lasu (322 m n.p.m.). Od północnych, suchych i zimnych wiatrów tereny te osłaniają kulminacje Starca (345 m n.p.m.) i Tylnej Dębowej Góry (334 m n.p.m.).
W Arboretum nie są prowadzone stałe obserwacje meteorologiczne, jednakże dzięki danym uzyskanym ze stacji położonych w pobliżu, w Ostroszowicach oraz Kłodzku, można określić niektóre parametry meteorologiczne. Średnia roczna temperatura powietrza w latach 1951−1980 wynosiła +7,2 °C, średnia miesięczna stycznia +2,6 °C, lipca +16,4 °C. Absolutne minimum −29,2 °C zanotowano w roku 1954, natomiast średnią dobową maksymalną temperaturę powietrza +35 °C w 1952 r. Średnia roczna suma opadów atmosferycznych jest nieco wyższa niż w Polsce Centralnej i wynosi ponad 660 mm, z czego 66% przypada na miesiące letnie. Okres wegetacyjny trwa średnio od 2 kwietnia do 10 października i wynosi 222 dni. Na terenie Arboretum występuje gleba jednorodna, powstała z glinki lessopodobnej, zaliczana do gleb brunatnych kwaśnych o pH 3,8−4,7. Jest ona ciężka, trudna w uprawie, łatwo zaskorupiająca się po deszczu, ale urodzajna, żyzna, o doskonałych własnościach wodnych i dużej troficzności. Warunki fizjograficzne, specyficzny mikroklimat, wysoka wilgotność powietrza, długo zalegający śnieg oraz sporadycznie występujące wiosenne przymrozki i żyzna gleba sprzyjają uprawie wielu gatunków roślin rzadko spotykanych w innych regionach Polski.
Większość okolicznych wzgórz zbudowana jest z łupków łyszczykowych, którym przypisuje się wiek przedkambryjski. Skały te wychodzą spod miejscami cienkiej warstwy gleby oraz gdzieniegdzie odsłaniają się malowniczo, dzięki głęboko wciętym przełomom rzeki Ślęzy. Obszary wyżynne w rejonie Arboretum pokryte były pierwotnie kwaśną dąbrową, z dębem bezszypułkowym (Quercus petraea) i szypułkowym (Quercus robur) oraz z dużą domieszką buka, jaworu, sosny, świerka i modrzewia. Drzewostany te uległy ewolucji w kierunku subkontynentalnego lasu lipowo-grabowego, o czym świadczy obecność grabu oraz czereśni ptasiej. Na skutek działalności człowieka lasy te uległy znacznym przekształceniom i obecnie pozostały tylko ich fragmenty.