婁底境內整個地勢西高東低，呈階梯狀傾斜。西部新化縣、冷水江市、漣源市西南部屬湘西山地區，山勢雄厚，峻嶺馳騁；東部漣源市的中、東部，婁星區、雙峰縣屬湘中丘陵區，地勢逐漸降低，地形起伏平緩，丘崗延綿，平地寬敞。境內山脈縱橫，群峰起伏，矗立大小山峰數百座。

 

      西部雪峰山脈從新化西部風車巷蜿蜒入境，斜亙西北，主要支脈有天龍山、桐鳳山、奉家山、古臺山、鳳凰山、大熊山和冷水江境內的祖師嶺等；東南部有座落在雙峰縣的九峰山，是南岳七十二峰之一，為雙峰、衡陽兩縣的天然分界線；西北部是雪峰山余脈，向漣源伸入，西起白竹山，東至洪家大山，透迤起伏，峰巒重疊，最高峰寨子山為漣源與寧鄉的天然界山；中部龍山山脈橫亙，主要山峰有龍山、石坪山、楊材山、仙女寨等，彎曲連綿40余公里。

 

      全區平均海拔170米，最高點是新化九龍池，海拔1622米；最低點是雙峰的江口峽谷，海拔64米，兩點相差1558米。在婁底境內，群山林立、丘陵起伏之間，溪水奔流，河網密布，水系完整，水量充沛。全市主要河流有：東部漣水，為湘江中游一大支流，源于新邵觀音山，自西向東，流經漣源市、婁星區、雙峰縣，經湘鄉至湘潭縣河口入湘江，境內全長85.85公里，沿途納孫水、湄江、測水等1-4級支流89條，控制流域面積3906平方公里。西部資水，由南向北，流經冷水江、新化。經安化柘溪，過益陽注入洞庭湖，貫穿境內西半部，區內流程112 公里，有1-4級支流100條，控制流域面積3985平方公里。區內各河流水質較好，PH值在正常范圍內，離子總量不高，中等礦化度，適合于工農業生產和人們生活之用。全區年平均降水1406毫米，降水總量113.95億立方米，且西部山區多于東部丘陵平地，直接形成的地表水資源38.87億立方米。外來水資源豐富，共有133.42 億立方米，主要在西部，控制利用少；東部入境水雖不多，但利用較好。地下水年平均為21.6億立方米，年徑流量平均達21.35億立方米，主要公布在北、東、南部地區、水能理論蘊藏量32.5萬千瓦，其中可開發利用的14. 26萬千瓦。目前具備人工養殖的水面18萬畝。 

 

      婁底屬中亞熱帶大陸性季風濕潤氣候區。熱量豐富，溫度適宜，四季分明：冬季少嚴寒，夏季多酷熱，秋季晴朗溫暖，春末夏初多雨成澇，盛夏初秋少雨多旱。全年平均氣溫16-17.3℃。年平均日照時間1538小時，東部多于西部。無霜期268天。由于雨水偏多，土壤濕重，多為紅壤，其次還有黃壤、黃褐土等。土地資源優勢在于海拔低，土質好，丘崗河谷平地分布比較集中，有利于發展農業和城鎮建設；山地面積大，宜于林業發展。