Mühlbeck liegt im Dreieck zwischen Leipzig, Halle an der Saale und Wittenberg. Berlin und Dresden liegen etwa 150 km entfernt, die Fahrzeit beträgt über die Autobahnen A9 bzw. A14 jeweils ca. 90 Minuten.
Zwischen den beiden Seen gelegen: Der ältere Muldestausee im Nordosten und der Goitzsche-See, der erst in den letzten Jahren enstand, im Süden.