Die Gemeinde liegt etwa 6 km nordwestlich von Willisau im vorderen Tal der Luthern und ist ein regionales Zentrum. Zur Gemeinde gehören neben dem Dorf die beiden Ortsteile Briseck (1 km östlich des Dorfs; 582 m.ü.M.) und Hüswil (1,7 km südwestlich von Zell-Dorf; 615 m.ü.M.), wo der Warmisbach in den (Gondiswiler-) Rotbach einmündet. Abgesehen vom Lutherntal, das flach ist, liegt der Rest der Gemeinde im Hügelland. Im Nordosten der Gemeinde liegen die Weiler Hällershof (2,4 km nordöstlich des Dorfs; 702 m.ü.M.), Bründlen (1,1 km nordöstlich; 693 m.ü.M.) und Hünkihof (1,4 km nordöstlich; 720 m.ü.M.). Im Norden des Dorfs liegt dieGuggihöhe (724 m.ü.M.), nordwestlich der Zellerwald. Der höchste Punkt der Gemeinde ist Salberig (2 km südlich des Dorfs). Vom Gemeindegebiet von fast 14 km² wird 68,0 % landwirtschaftlich genutzt. Wald und Gehölz bedecken 22,8 % der Fläche und 8,9 % sind Siedlungsfläche.
Zell grenzt an die Gemeinden Ebersecken, Fischbach, Gettnau, Schötz, Ufhusen und Willisau.
