Complexul muzeal Orheiul Vechi este amplasat în valea Răutului, un afluent de dreapta al Nistrului, pe teritoriul comunei Trebujeni din raionul Orhei al Republicii Moldova. Rezervația cultural-naturală Orheiul Vechi care are un statut special și constituie cel mai important sit cultural din Republica Moldova, aflându-se și în procesul de nominalizare pentru a fi înscris în Lista Patrimoniului Mondial al UNESCO. Complexul cuprinde cîteva zeci de hectare ale orașului medieval Orhei (sec. XIII–XVI), denumit ulterior Orheiul Vechi (după părăsirea așezării date și întemeierea în alt loc a unui oraș nou, cu același nume – Orheiul de azi). Din cadrul complexului fac parte două promontorii mari (Peștere și Butuceni), la care se alătură trei promontorii adiacente mai mici (Potarca, Selitra și Scoc), pe teritoriul cărora se află ruinele unor fortificații, locuințe, băi, lăcașuri de cult (inclusiv mănăstiri rupestre) atît din perioada tătaro-mongolă (sec. XIII–XIV) cît și moldovenească (sec. XV–XVI).
Complexul Orheiul Vechi constituie un sistem alcătuit din elemente culturale și naturale: landșaft natural arhaic, biodiversitate, cadru arheologic de excepție, varietate istorico-arhitecturală, habitat rural tradițional și originalitate etnografică.
Rezervația cultural-naturală Orheiul Vechi prezintă un relief complex, care îmbină structuri geologice sarmațiene de circa 13 milioane ani cu un caracter rupestru pronunțat și peisajuri cuaternare argiloase de circa 1,8 milioane – 10 mii ani acoperite de cernoziomuri formate în ultimii 8 mii ha.
Elementul geomorfologic esențial al complexului îl constituie valea râului Răut, compusă din albia minoră, albia majoră, terase și versanți. Valea Răutului are formă de defileu și chei, fiind relativ îngustă, cu o lățime ce nu depășește 1–2 km. Râul Răut are maluri concave sau convexe, de multe ori aproape abrupte, uneori cu panta până la 90º. Relieful contemporan al rezervației s-a format și a evoluat în rezultatul mai multor procese de morfogeneză. Dintre acestea un rol deosebit revine proceselor fluviale, eroziunii torențiale, proceselor gravitaționale și proceselor carstice. Procesele fluviale au determinat apariția văilor și a elementelor componente ale acestora. Valea râului Răut este secționată preponderent în calcarele Sarmațianului mediu. Adâncimea maximă a văii cuaternare atinge 120–130 m .
Caracterul pitoresc al văii este accentuat de trei meandre (Mihăilașa, Peștera, Butuceni) de o rară frumusețe și de o originalitate deosebită. Înălțimea versanților abrupți atinge în medie altitudinea de circa 100–130 m, cotele maxime fiind de 170–180 m, mai sus de nivelul mării. Dintre formele de relief, pe lângă văile fluviale și văiugile în formă de chei, se evidențiază un complex carstic reprezentat prin așa forme exocarstice cum sunt dolinele și uvalele și câteva formațiuni de carst conic, forme unicale pentru teritoriul Republicii Moldova
Din punctul de vedere al condițiilor meteorologice, zona reprezintă un spațiu de risc slab la fenomene climatice. Este amplasată pe izoterma +21°C a lunii iulie și între izotermele −4°C, −3°C a lunii ianuarie. Valoarea maximă a temperaturii, de +41,5°C a fost înregistrată în 21 iulie 2007, iar valoarea maximă a iernii, de −38,5°C a fost înregistrată în data de 25 ianuarie 1942. Precipitațiile medii anuale sunt de 500 mm. Durata strălucirii soarelui este de 2000–2050 ore anual (22,8–23,4%). Durata predominantă a vântului în regiune este de Nord-Est, iar calmul atmosferic este de 42%. În linii generale, rezervația cultural-naturală Orheiul Vechi, beneficiază de o climă moderată, fenomenele meteorologice de risc reprezentând excepții.
