位于湖南省中部偏北，東經(jīng)110°43′20〞－112°55′48″，北緯27°58′38″－29°31′42″。北抵湖北省荊州市，南連婁底市，東北與岳陽市相連，東南接長沙市，西南臨懷化市，西北與常德市接壤。轄區(qū)東西最長距離217千米，南北最寬距離173千米，總面積12325.16平方千米，總?cè)丝?75萬人（2011年）；其中市轄區(qū)1852.06平方千米、133萬人。全市轄2個市轄區(qū)、3個縣，代管1個縣級市。市政府駐赫山區(qū)桃花侖，距省會長沙市78千米。
北部屬洞庭湖平原，南部屬低山丘陵區(qū)。屬北亞熱帶濕潤氣候。資水、沅水、澧水流經(jīng)境內(nèi)。礦藏有煤、鐵、銻、錳、磷和石灰石等。319國道、長益高速公路、石長鐵路、洛湛鐵路過境。水運經(jīng)資水入洞庭直達長江，益陽港是省內(nèi)五大港口之一。名勝古跡有天問閣、裴公亭、棲霞寺、凌云塔、鎮(zhèn)江塔、奎星塔、會龍山以及湖南四大書院之一的龍洲書院等。