邵阳境内系江南丘陵向云贵高原过渡地带，南岭山脉绵亘南境，雪峰山脉耸峙西、北，衡邵丘陵盆地展布中、东部。整个地势西南高而东北低，顺势向中、东部倾斜，呈东北向敞口的筲箕形。最高峰为城步苗族自治县东部二宝顶，海拔2021米；最低处是邵东县崇山铺乡珍龙村测水岸边，海拔仅125米，地势比降为10.25％。境内溪河密布，有5公里以上的大小河流595条，分属资江、沅江、湘江与西江四大水系。资江干流两源透巡，支派纵横，自西南向东北呈“Y”字型流贯全境，流域面积遍及市辖9县3区。巫水源出城步，横贯绥宁，西入沅江，为境内西南部的主要水道。全境属中亚热带季风湿润气候区，光照充足，水雨丰沛，四季分明，气候温和，夏少酷热，冬少严寒。受地貌多样、高差悬殊影响，气候既有东、西部的地域差异，又有山地与丘平区的垂直差异，形成一定的小气候环境和立体气候效应。境内年平均气温16. 1~17. 1C，无霜期272~304天，日照时数 1347.3~1615.3小时，降水量1218.5~1473.5毫米；雨水大多集中在4~6月，易遇夏秋连旱。 

　　境内山地、丘陵、岗地、平原各类地貌兼有，大体是“七分山地两分田，一分水、路和庄园”。1990年，全市土地总面积3131.4万亩，其中耕地639. 19万亩，居全省第二位；耕地中有水田430.28万亩。除盛产水稻、杂粮外，经济作物和传统土特产品种繁多。宝庆苡米、陡岭烟叶、龙牙百合、武冈铜鹅、雪峰蜜桔、新宁脐橙、邵东黄花、隆回辣椒等久负盛名，蜚声省内外；茶叶、西瓜、黄豆、花生、生姜、大蒜、兰麻、蚕桑、甘蔗、药材等出产颇丰。柑桔、黄花菜、苡米等作物产量为全省之冠；烤烟产量居全省第二位。全市被定为邵阳市的山丘经济开发区。 

　　境内矿产资源较为富足，已发现的矿藏有煤、铁、锰、钨、锑、金、银、铅、锌、硫铁、石膏、大理石、辉绿岩、优质石灰岩等74种。矿藏地有644处，其中大型矿床23处，中型矿床33处，小型矿床61处。非金属矿藏蕴藏量大，品位高。石膏矿远景储量4.4亿吨，工业储量1.229亿吨，储量、产量均居全省各地州市前列，邵东县是全国八大石膏矿产地之一。优质石灰岩矿、大理石矿为省内优势矿种；硫铁矿、冰洲石矿、优质白云岩矿在省内享有盛名。煤矿工业储量1.417亿吨，远景储量1.447亿吨。金属矿藏比较集中地分布于隆回、新邵、邵东、新宁等县。 

　　境内河川水系发育，水域面积为111. 9万亩，多年平均水资源总量为168.3亿立方米，其中河川径流量157.44亿立方米。人均占有水资源2749立方米。水能资源理论蕴藏量144. 73万千瓦，可开发利用量68.77万千瓦。水能资源集中分布于西南部城步、绥宁等山区县。