Der Ort liegt in einem Hochtal, das sich über 16 km von der Hohen Munde nach Nordosten am Wettersteingebirge entlang erstreckt und vor Mittenwald (Bayern) in der Leutaschklamm endet, die die Grenze zu Bayern bildet. Umrahmt wird das Tal von weiteren markanten Gipfeln wie dem Hochwanner, der Dreitorspitze und der Ahrnspitze. Das Tal ist eine große, von eiszeitlichen Gletschern geformte Felswanne, gefüllt mit Schotter und Seesedimenten. Es wird von der Leutascher Ache durchflossen. Das Gaistal führt zwischen Wetterstein und Mieminger Gebirge nach Westen zur Ehrwalder Alm. Leutasch ist nach Süden vor dem warmen Föhn geschützt und nach Norden vor der Kälte durch den Wetterstein. Vom Westen her haben Schneewolken durch das Gaistal leichten Zugang. Dadurch ist die Leutasch sehr schneesicher bei gleichzeitig mildem Sommerklima.