雲南省南部、紅河中遊北岸、滇東高原南緣，面積3789平方公裏。地勢南高北低，北由西微波東傾斜。南部高山為紅河與南盤江的分水嶺。分水嶺以南為紅河大峽谷地帶，河流切割深，相對高差大，山形嵯峨，氣勢磅礴。縣境中部橫陳著建水壩子（山間小盆地）和面旬壩子，瀘江河貫流其間。西北部有曲江壩子，東北部為山地和南盤江谷地。
北回歸線橫穿縣境南部，屬南亞熱帶季風氣候，無霜期長，光照和熱量條件好，但哀牢山和縣境南部高山阻擋來自印度洋的暖濕氣流，中部和北部卻因此雨量偏少。因縣境呈立體地形，氣象的垂直變異突出，"壹山分四季，十裏不同天"，南部邊緣為熱帶稀樹幹草原氣候，壩區為亞熱帶氣候，山區則為溫涼氣候。由於地形和氣候上的這種"三臺階"式特點，境內生物資源豐富，適宜種植的溫、熱、亞熱帶經濟作物和瓜蔬果品種類繁多，四時不斷。較馳名的水果有大白桔（被評為雲南優質水果）、曠野紅桃、酸甜石榴等。象牙菜（俗稱草芽）為特有的水生蔬菜。
在地質構造上處在雲南山字形構造的前弧地帶，成礦良好，錳、鐵、銅、鉛鋅（含鉬、釩、鎘、銻、銀）、鈦等礦藏豐富，錳礦儲量居全省第二位，鉛鋅金屬儲量占全省第四位，是國內主要的放電錳產地之壹。