沅陵县位于湖南省西北部，怀化市北端，沅水中游，处武陵山东南麓与雪峰山东北尾端交汇处。地理坐标：东经110°05′31″～ 111°06′27″，北纬28°04′48″～29°02′26″。东与桃源、安化相连，南接溆浦、辰溪，西与古丈、泸溪、永顺毗邻，北与张家界交界，素有“湘西门户”、“南天锁钥”之称。县境南北袤106.6公里，东西广90.5公里，总面积5850.21平方公里，是全省地域面积最大的县，占全省总面积的2.86%。

县境在古地质史上，最早受武陵、雪峰运动的影响，全境保留着大面积的元古界、震旦系以前的板岩地层;继后受印支、燕山等多次造山运动的波及相继隆起，并在长期的水流浸蚀、切割和新构造运动的作用下，形成南北高起，中间陷落的沅陵谷地地貌。

境内山峦重叠，溪河纵横，地形复杂，沅酉二水纳百川，纵贯全境。呈现两山夹一谷，朝东北、西南向开口的地貌特征。全县最高点圣人山主峰，海拔1355.3米，最低点界首沅水河面，海拔45米。

武陵山北部地处境内，由西北向西南集倾斜，西起凉水界，东至雷家包，逶迤长达103公里，主要山脉有凉水界、盘龙山、锅锅垴、贵竹山、堡子界、雷家包等6大支脉，近百座高山。山岭多系马头形，自借母溪乡赵家山马头垴起，东至桃源县境，俗有“四十八个马头下桃源”之称。

雪峰山南部延伸入境,，由东北向西南倾斜，西起九龙山，东至苦菜界，绵延102公里，主要山脉有九龙山、洪山界、圣人山、王尖、苦菜界等5大支脉，百多座山峰。1000米以上的山峰有30余座。

山地，面积大，分布广，海拔高度多在300米以上，相对高度大于200米，山面坡度一般在25度以上，多以中低山为主，山体脊谷相错，起伏悬殊，占全县总面积的72.75%。

平地，县内有条带状河谷地和呈藕节状的溪谷地，分布于沅水和酉水两岸及大小支流内湾处。相对高度小于10米，地面坡度小于5度，由流水冲积物堆积而成。土壤质地与溪河两岸岩石性质相近，多开辟为水田。是全县稻田的主要组成部分。占全县总面积的2.44%。

岗地，起伏缓和，呈平顶状、条状、馒头状，有的呈垄状相间排列，多分布在平地上缘。坡度小于15度，相对高度约10～60米山岗凹处多开为水田，岗顶多辟为旱土.占全县总面积的3.04%。

丘陵，波状起伏，我呈孤立或条形交错排列，多分布在海拔350米以下的地区。相对高度60～200米，近包坡度15～25度，后面坡度变化较缓，丘体一般无明显脉络。占全县部面积19.12%。

水面，占全面总面积的2.65%。