Die Gemeinde Ilvesheim liegt in der Oberrheinischen Tiefebene zwischen den Großstädten Mannheim und Heidelberg an der Altneckarschleife.

Nach der Bevölkerungsfortschreibung des Statistischen Landesamtes Baden-Württemberg leben in Ilvesheim zum 31. Dezember 2022 9.299 Personen, davon 4.788 weiblich und 4.511 männlich.

Die Gemarkung umfasst eine Fläche von 590 ha. Der Atzelbuckel als Rest einer Sanddüne ist mit 102 m NN der höchste Punkt.