Светлодарск расположен на берегу Углегорского водохранилища, на северо-востоке Донецкой Народной Республики, в районе Донецкого кряжа, недалеко от крупного железнодорожного узла — города Дебальцево. Светлодарск входит в Горловско-Енакиевскую агломерацию.  Рядом с населённым пунктом расположено Углегорское водохранилище и протекает река Лугань. Углегорская ТЭС была запущена в эксплуатацию с 1972 года (на момент строительства, крупнейшая в СССР: проектная мощность — 3600 МВт). Более половины населения города задействовано на электростанции и трудится на связанных с ней предприятиях.