Extertal ist eine Gemeinde mit rund 12.000 Einwohnern und liegt im Nordosten Nordrhein-Westfalens, im Osten Ostwestfalen-Lippes und im Norden des Kreises Lippe im Regierungsbezirk Detmold. Im Osten und Norden grenzt Extertal an Niedersachsen. Die Weser und das Wesertal liegen etwa zehn Kilometer nordöstlich. Mittig durch das Gemeindegebiet verläuft der namensgebende Wesernebenfluss Exter. Im Extertal entspringt der Hummebach.
Naturräumlich wird das Gemeindegebiet zum Lipper Bergland gezählt. Das Lipper Bergland ist stark gegliedert, im Gemeindegebiet wechseln sich bis zu fast 400 Meter hohe Kuppen und Höhenzüge, Niederungen und mit Tälern eingeschnittene Hügelgebiete ab. Der Hauptort Bösingfeld liegt umgeben von mehreren Höhenzügen im Bösingfelder Becken, einer hier verbreiterten Niederung im Tal der Exter. Nach Norden öffnet sich das Tal der Exter zum Rintelner Becken. Das Gemeindegebiet liegt wie alle lippischen Kommunen im Naturpark Teutoburger Wald / Eggegebirge. Im Osten und Norden grenzt das Gemeindegebiet an den vollständig in Niedersachsen liegenden Naturpark Weserbergland Schaumburg-Hameln.
Die tiefsten Punkte des Gemeindegebiets liegen auf etwa 90 m ü. NN im Norden, wo Exter und Wemke das Gemeindegebiet Richtung Rinteln verlassen. Der höchste Berg ist der Dörenberg mit 387 m im Südwesten der Gemeinde. Der nur wenige 100 Meter nordwestlich gelegene Schanzenberg mit der Pollackeschanze etwas westlich der Burg Sternberg erreicht noch eine Höhe von 379 m, die Hohe Asch immerhin noch 371 m an der Grenze zu Niedersachsen.
Die nächstgelegenen Großstädte sind Bielefeld (40 km westlich), Paderborn (45 km südwestlich), Hannover (54 km nordöstlich) und Hildesheim (57 km östlich).