Petersberg liegt im Tal der Wethau, die am Ostrand des Tautenburger Forstes und eine Quelle neben dem Gasthaus zu den drei Ziegenböcken entspringt. Verkehrsmäßig wird das Dorf von der Kreisstraße 138 erfasst, die Anschluss an die Bundesstraße 7 und an die Landesstraße 201 besitzt. Unmittelbar nach dem Wachhügel führt die Bundesautobahn 9 östlich mit Anschluss bei Eisenberg vorüber.