Sivas ilinin en doğusunda bulunan ilçesidir ve il merkezine 104 km uzaklıktadır.İlcenin yüzölcümü 1.229 km2 ve denizden yüksekligi 1650 metredir. Imranli, dogusunda Erzincan iline bagli Refahiye ilcesiyle, güneyinde Divrigi, batisinda Zara ve kuzeyinde ise Susehri ve Akincilar ilceleriyle komsudur.Ilçenin günümüzde merkez ilceden baska Karacaören isimli bir bucagi, 102 köyü ve 38 mezrasi vardir.
İklimi
Ilcenin iklimi step ikliminden Karasal iklime geçiş özellikleri gösteren bir yapıdadır.İlçe Karadeniz,D.Anadolu ve İç Anadolu bölgesinin kesistiği biryerde olmasından ötürü ilçe içerisinde çok değişik mevsimsel farklılıklar göstermektedir. ilçenin Kızıldağa bakan bölümü yılın 9 ayı çok soğuk olup sadece 3 ayı bahar mevsimi özelliği gösterir. çengelli dağı kısmına bakan bölüm ise nispeten daha sıcak ve tarım için daha uygun özellikler gösterir. Kis aylari kar yagisli ve cok soguk gecer. Yazlari ise kisa süreli, sicak ve kurak gecer. Ilcede genelde ilkbahar ve sonbahar aylarinda bol miktarda yagis düser.
Ulaşım
Ankara-Sivas-Erzincan illerinin birbirine bağlayan kara yolunun ilçeden geçmesi ilçeyi olumlu yönden etkilemektedir. İlçe bu kara yolu ile Sivas iline 106 km’dir. 1988–1989 yıllarında Köy Hizmetleri Müdürlüğünce ilçeyi Suşehri ilçesine bağlayan bir stabilize yol yapılmış ve halen kullanılmaktadır.
Akarsuları Ve Yeraltı Suları
İlçenin akarsu olarak en büyük ırmağı Kızılırmak’tır.Günümüzde Kızılırmak'ın Çukuryurt Köyü kısmında sulama ve HES amaçlı bir baraj yapılmıştır. Fıratın bir kolu olan görelis deresi İmranlı'nın güneydoğu kısmında ayrıca Kızılırmak'ın bir kolu olan acıdere çayı ise İmranlı'nın Güneyinde yer almaktadır. ilçede onlarca dere mevcut olup hemen hemen her köyün kendi deresi mevcuttur. Yeraltı suları olarak ilçenin kuzeyinde Purlar(jipsli karstik arazi) olarak bilinen mevkide bulunmakta kimi yerlerde yüzeye çıkmaktadır. bu sular jipsden kaynaklanan co2 çözünürlüğü çok minerallerle dolu olup suları acıdır.