Град Полски Тръмбеш е разположен в средната част на Дунавската хълмиста равнина. В близост до река Елия, ляв приток на течащата на около 2 км източно от града река Янтра. В миналото реките Елия и Янтра са причинявали наводнения, за предпазване от които левият нисък бряг на Янтра е коригиран с водозащитни диги, отделили от коритото ѝ стари нейни меандри, видими в ниските части между града и реката.