秀山位于武陵山脉中段，四川盆地东南缘的外侧，为渝东南门户。地处北纬28°9′43″-28°53′5″、东经108°43′6″-109°18′58″之间。东和东北与湖南省花垣、龙山、保靖县毗邻，南和东南、西南与贵州省松桃苗族自治县相连，北和西北与市内酉阳土家族苗族自治县接壤。东北角距湖北省来凤县境仅20余公里。距长沙491公里、武汉656里、贵阳418公里、重庆主城387公里，是重庆市最边远的县之一。全县幅员面积2462平方公里，边境线长320公里。
　　地貌
　　秀山地处川东南褶皱带，系武陵山二级隆起带南段。地跨北纬28°9′-28°53′东经108°43′-109°18′之间。西邻大娄山。北眺七曜山，属巫山、大娄山中山区。境内平坝、丘陵、低山、中山互相交错。西南高，东北低。中部是一个类似三角形的盆地。县内多数地方海拔在500米至800米之间。西南部轿子顶海拔1631.4米，为县内最高峰。海拔最低点是石堤乡高桥村水坝的滥泥湾，海拔245.7米。境内河溪纵横，河流切割强烈，地表起伏大，山脉、河流多顺构造线东北向布展。秀山地貌大体可分为平坝区、低山丘陵区、低中山区3个类型。西部和南部为低中山区，占幅员总面积的30.24%；东部和北部为低山丘陵区，占幅员总面积的38.81%，中部为盆地平坝区，占幅员总面积的30.94%。
　　地质
　　秀山地质构造属新华夏系及华夏系，是扬子台地内的川湘凹陷南部边缘。主要构造线呈北北东至北东向展布，裙皱呈北北东至北东向，向斜倾角平缓，背斜倾角较大，局部受断裂影响，有倒转现象。断裂在县境内十分发育，尤以南部元古生界、下古生界地区和北部秀山背斜伏端为最。主要断裂走向与褶皱轴线基本一致，呈北北东向倾向北西。
　　气候
　　秀山属亚热带湿润季风气候，四季分明，气温正常，降水充沛，日照偏少。全年平均气温为16℃，属基本正常。其中：一月最冷，月平均气温5℃。7月最热，月平均气温为27.5℃。地温和气温一样，7月最高、1月最低。热量条件以溶溪、洪安、石堤河谷一带最优，年平均气温均大于17℃。平坝、浅丘地带平均气温在16℃至17℃之间。“三大盖”及西部的轿子顶、南部的椅子山、东北角的八面山，年平均气温在10℃至14℃之间。其余地区年平均气温在14℃至16℃之间。
　　常年降水量为1325毫米。80%以上年份降水量在1100至l700毫米之间。以5、7两月最多，均接近200毫米。1月最少，不足30毫米。从旬季分布看，全年有3个月明显的降水高峰，即5月上旬、6月下旬或7月上旬、9月中旬，旬平均雨量分别为71.2、76.4、60毫米。从四季降水分布看，以夏季降水最多，春季为次，秋季再次，冬季最少，分别占全年降水总量的37%、31%、24%和8%。1979年6月降大到暴雨155.5毫米，为有记录以来最大的一次暴雨。

　　境内年日照时数为1213.7小时，占可照时数的28%，属全国日照低值区之一。80%的年份日照时数少于1300小时。日照以7月最多，为201.8小时，8月稍次，为199.4小时。7月、8月两个月日照时数占全年日照总时数的三分之一。1月较少，为48.8小时，2月最少，仅44.7小时。1、2月日照总时数仅占全年的8%。