湖南的境内有一条贯穿省内南北的湘江，被称作湖南的母亲河，湖南因此简称为“湘”。湖南省地处中国中部、长江中游，因大部分区域处于洞庭湖以南而得名“湖南”。湖南东临江西，西接重庆、贵州，南毗广东、广西，北与湖北相连，湖南地处云贵高原向江南丘陵和南岭山脉向江汉平原过渡的地带，在自西向东呈梯级降低的云贵高原东延部分和东南山丘转折线南端。
湖南省界东到桂东县黄连坪，西至新晃侗族自治县韭菜塘，南起江华瑶族自治县姑婆山，北达石门县壶瓶山。东西宽667千米，南北长774千米。湖南地貌类型多样，有半高山、低山、丘陵、岗地、盆地和平原。
湖南东面有山脉与江西相隔，包括幕阜山脉、连云山脉、九岭山脉、武功山脉、万洋山脉和诸广山脉等，多为北东-西南走向，呈雁行排列，海拔大都在1000米以上。南面是由大庾、骑田、萌渚、都庞和越城诸岭组成的五岭山脉，多北东-南西走向，山体大体为东西向。
湖南是著名的“有色金属之乡”和“非金属矿之乡”。2020年，全省已发现矿种146种，探明资源储量矿种111种。其中，能源矿产7种，金属矿产39种，非金属矿产63种，水气矿产2种。
