位置境域
汨罗市位于湖南省东北部，属幕阜山脉与洞庭湖平原过渡地带，西临洞庭湖。地处东经112°51′-113°27′，北纬28°28′-29°27′之间。地势由东南向西北倾斜。东与平江县相靠，南与长沙市长沙县、望城区相携，西与湘阴县、沅江市接壤，北同岳阳县毗邻。最东处为三江镇八景村的山阳寨，最西处是芦苇场的石湖包，最南端系川山坪镇麓风寨村的陈家湾，最北端是白塘镇汨北村的汨岳界。南北相距66.75千米，东西相距62.5千米，全境周长301.84千米，总面积1562平方千米。
地形地貌
汨罗地势东南部高、西北部低，由山地向滨湖平原呈梯降过渡，头枕幕阜，脚踏洞庭。东南部峰岭起伏，连绵成脉，形成天然屏障。东有幕阜山余脉智峰山，群峰拱岱，岭峦盘结，沟谷回环，犬牙交错，地形险峻。山区还有南岭、米家寨、老山尖、苦岭、乌石尖、冷水尖、从毛山、汉峰山等山峰。南部有飘峰山、神鼎山、影珠山、玉池山、湖鼻山、密岩山等。
汨罗的丘陵多处于岗地与低山过渡地带或山地余脉末梢，海拔一般在110-250米之间。岗地是汨罗分布最广的地貌类型，面积613.51平方公里，占汨罗市总面积39.28%。平原位于汨罗江及其支流溪谷两侧，由中部向西北部呈扇形展布敞开，地表物质由河湖沉积作用形成深厚的冲积物或冲积湖组成，平原面积296.01平方公里，土质肥沃，海拔绝大部分在50 米以下。
水文
汨罗地处东洞庭湖南岸，湘江、沅水和汨罗江尾闾，境内河道纵横、水域辽阔，有大小河流（含溪流）115条，总长654.9公里，流域面积在6.5平方公里以上的河流44条，其中100平方公里以上的河流10条。湘江汨罗段全长26.7公里，水域面积约8万亩；沅水汨罗段全长9.7公里，水域面积约5万亩；汨罗江汨罗段全长63.5公里，水域面积约38万亩。汨罗江流长253.2公里，流域面积5543平方公里，是洞庭湖水系中仅次于湘、资、沅、澧的第五大水系。汨罗江的上游称汨水，发源于江西省修水县的黄龙山梨树埚，流经修水县白石桥、龙门桥，平江县长寿、嘉义、献冲、三市、横槎、金窝、城关、浯口、青冲、黄旗塅，汨罗市长乐、新市、罗江，在大洲湾与罗水汇合。罗水因源出巴陵罗内而得名，干流长88公里，流域面积595平方公里，跨岳阳、平江、汨罗三县市。
汨罗年平均降水量1345.4毫米，年降水总量 21.31亿立方米，地表水资源总量44.65亿立方米，尚可利用的地表水资源为28.43亿立方米。
土壤
汨罗土壤的成土母质有第四纪松散堆积物、花岗岩母质、板页岩母质及云母片岩母质、红岩母质4种，不同母质形成不同类型的土壤。土壤类型有水稻土45.60 万亩，红（黄）壤94.57万亩，紫色土11.57万亩，潮土 2.54万亩。土壤分布为南部红（黄）壤水稻土区、中北部红壤水稻土区、汨罗江流域潮土及水稻土区、东北部紫色土、红壤水稻土区。
气候
汨罗属于亚热带季风气候，四季分明。累计年平均气温17℃，以1月、4月、7月、10月分别代表冬、春、夏、秋四季，其平均气温分别为4.4℃、17.0℃、28.9℃、18.1℃，全年气候是冬冷、春暖、夏热、秋凉。热量充足，雨水集中。累计年平均日照时数1650.1小时，日照百分率为37%，其中71.6%集中在主要农作物生长的7-10月，在全国属多雨地区，65.6%的降水和70-85%的总辐射集中在4-10月，光、热、水三者配合较好，适宜于双季稻生长成熟和亚热带经济林木生长，为农林业生产提供良好的气候环境。