【位置面積】懷化位于湖南西部偏南，處于武陵山脈和雪峰山脈之間，沅水自南向北貫穿全境，總面積27564平方千米，地處北緯25°52′22″～29°01′25″，東經108°47′13″～111°06′30″之間，南北長353km，東西寬229km，是湖南省面積最大的地級市。從地理位置上看，懷化南接廣西（桂林、柳州），西連貴州（銅仁、黔東南），與湖南的邵陽、婁底、益陽、常德、張家界等市和湘西土家族苗族自治州接壤。懷化素有“黔滇門戶”“全楚咽喉”之稱，是中國東中部地區通往大西南的“橋頭堡”，今有湖南“西大門”之美譽。
【地質地貌】懷化市地處上揚子地塊與南華裂陷槽的過渡地帶，區內地層發育齊全，構造運動、巖漿活動頻繁，地層出露完整，從震旦紀至新生界沉積巖相構造齊全，巖性組成復雜。前震旦紀地層褶皺強烈，以斷裂構造為主導，全市形成一系列北東和北北東深大斷裂和大斷裂為主體的斷裂構造體系。境內礦產資源豐富，是湖南西部重要的能源及金屬、非金屬礦產基地。
境內山丘重疊，峰巒起伏，地形復雜。地貌輪廓自西南向北傾斜，呈一狹長地帶。東南部雪峰山脈成弧形盤踞，西北部為武陵山脈所綿延，中間丘崗起伏，形成若干盆地。地勢最高點為雪峰山脈之主峰蘇寶頂，海拔標高1934米；最低為沅陵的界首，海拔僅45米。東西兩側高峻，南部突起，向中、北部傾斜，呈簸箕形，向北東敞口。
武陵山脈呈北東向綿延，北西坡陡，南東坡緩，其山脈北東部南東麓在區內延展約104千米，山脊走向與構造線方向基本一致。
雪峰山呈北東向展布，南東坡陡，北西坡緩，區內延展180千米，山脊構成區域分水嶺，走向與構造線基本一致。
山地占全區總面積的70.5%，丘崗、崗地、平原、山原、水域分別占17.9%，、4.1%、4.2%、0.6%、2.7%。全區大致是“七山二丘崗，一份平原加水域”。海拔800米以上的主峰1149個，其中1000米以上的山峰663個。東西部以低山、中山為主；南部多為中低山；北部則以低山、中低山為主；中部主要發育低山、丘陵、平原。
