衡水市是河北省下辖的一个地级市，位于河北省东南部。衡水市界于东经115°10′-116°34′，北纬37°03′-38°23′之间。东部与沧州市和山东省德州市毗邻，西部与石家庄市接壤，南部与邢台市相连，北部同保定市和沧州市交界。市政府所在地桃城区北距首都北京250公里，西距省会石家庄119公里。

衡水市地处河北冲积平原，地势自西南向东北缓慢倾斜，海拔高度12米～30米。地面坡降，滏阳河以东在1/8000～1/10000之间，以西为1/4000。境内河流较多，由于河流泛滥和改道，沉积物交错分布，形成许多缓岗、微斜平地和低洼地。缓岗为古河道遗留下来的自然堤，一般沿古河道呈带状分布，比附近地面相对高出1米-3.5米。饶阳、安平境内缓岗地貌十分普遍。微斜平地分布最广，是缓岗向洼地过渡的地貌单元。洼地分布也很多，仅万亩以上大型洼地就有46个， 其中冀州市、桃城区界内的千顷洼为全市最大洼淀，总面积达75平方公里。

衡水属大陆季风气候区，为温暖半干旱型。气候特点是四季分明，冷暖干湿差异较大。夏季受太平洋副高边缘的偏南气流影响，潮温闷热，降水集中，冬季受西北季风影响，气候干冷，雨雪稀少，春季干旱少雨多风增温快，秋季多秋高气爽天气，有时有连阴雨天气发生。农业气候资源较丰富，但是自然灾害也频频发生，干旱、冰雹、洪涝、低温、大风等，常给农业生产造成一定影响。

流经衡水境内的较大河流有潴龙河、滹沱河、滏阳河、滏阳新河、滏东排河、索泸河——老盐河、清凉江、江江河、卫运河——南运河9条，分属海河水系的4个河系。其中潴龙河属大清河系，滹沱河、滏阳河、滏阳新河属子牙河系，滏东排河属南大排水河系，索泸河——老盐河、清凉江、江江河属南大排水河系，卫运河——南运河属漳卫南运河系。

衡水有着华北平原第二大淡水湖——衡水湖。衡水湖位于衡水市区南10公里处，总面积75平方公里。湖区有各种禽鸟150多种。可以看到丹顶鹤、白天鹅、灰鹤、鹈鹕、白额雁、天鹅、小鸥等一大批国家及省一二级珍稀保护动物。这里已被河北省政府定为湿地与鸟类自然保护区。是国家级自然保护区、国家水利风景区。