Dielheim liegt zwischen Heidelberg und Karlsruhe, gehört zur Metropolregion Rhein-Neckar und liegt am westlichen Rande des Kraichgaus.

Sie erreichen Dielheim über das Autobahnkreuz Walldorf (AK40/31).

• A6 Ausfahrt Sinsheim (AS 33), über die B292 bis Angelbachtal, über die B39 in Richtung Mühlhausen.
• A6 Ausfahrt Rauenberg (AS 32) auf die B39 und die K4170 in östlicher Richtung.