Stadtoldendorf ist eine Stadt und zugleich der Verwaltungssitz der Samtgemeinde Eschershausen-Stadtoldendorf im Landkreis Holzminden in Niedersachsen, Deutschland. Die Stadt liegt am Rand des Naturpark Solling-Vogler, eingebettet zwischen den Mittelgebirgs- und Höhenzügen Homburgwald im Norden, Elfas im Osten, Amtsberge im Südosten, Holzberg und Solling im Süden, Burgberg im Westen und Vogler im Nordwesten. Westlich der Altstadt entsteht der Forstbach. An Stadtoldendorf grenzen, beginnend im Norden im Uhrzeigersinn, die Gemeinden Eschershausen, Lenne, Wangelnstedt, Heinade, Deensen, Arholzen und Negenborn. Mit Ausnahme von Negenborn gehören diese auch zur Samtgemeinde Eschershausen-Stadtoldendorf.