Das Thüringer Schiefergebirge schließt sich südöstlich an den Thüringer Wald an und reicht als naturräumliche Einheit bis zum oberen Saaletal im Bereich der Saaletalsperren. Als Teil eines in südöstliche Richtung verlaufenden Mittelgebirgszuges erstreckt es sich bis zum Frankenwald. Im Osten schließt sich das Vogtland an, das weiter südlich in den in Nordostrichtung verlaufenden Mittelgebirgszug Elstergebirge-Erzgebirge übergeht.

Der überwiegende Anteil der Gebirgsfläche liegt im Freistaat Thüringen, im äußersten Norden des Landkreises Kronach ein sehr kleinräumiger Anteil im Freistaat Bayern. Das Gebirge wird von Teilen der Naturparks Thüringer Wald, Frankenwald und Thüringer Schiefergebirge/Obere Saale eingenommen.