花溪区位于东经106°27′—106°52′， 北纬26°11′—26°34′，隶属于贵州省贵阳市，地处黔中腹地，东邻黔南州龙里县，西接贵安新区，南连黔南州惠水县、长顺县，北与南明区、观山湖区接壤。国土面积964.32 平方公里。

花溪区（含经开、贵安）行政区域总面积96414.66公顷，耕地面积32729.98公顷，城镇村及工矿用地11010.07公顷， 交通运输用地3030.81公顷。水域及水利设施用地 1559.26公顷，其他土地2893.88公顷

花溪区境内矿产资源较丰富。境内发现矿产13种，查明资源储量的有12种，主要有煤矿、铁矿、铝土矿、镓矿、冶金用砂岩、铸型用砂岩、水泥用灰岩、玻璃用砂岩、建筑石料用灰岩、饰面用灰岩、建筑用白云岩、砖瓦用页岩和砖瓦用粘土，其中煤矿、铝土矿、水泥用灰岩为区内优势矿产。

花溪区位于长江流域和珠江流域的分水岭，全区河流水系属于长江流域的乌江水系思南以上和珠江流域红柳江水系红水河蒙江上游区，分水岭为花溪区的旧盘、掌克至桐木岭、孟关上板一线，分水岭以北及花溪区的高坡东部属长江流域，以南属珠江流域。全区现有水库18座， 其中中型水库2座（1.花溪水库总库容3140万立方米；2.阿哈水库总库容7228万立方米），小（一）型水库一座（杨眉水库总库容155万立方米），小（二）型水库15座，总库容458万立方米；规模以上山塘9座，总库容28.65万立方米。全区有大小河流51条，其中河长超过10公里或流域面积大于20平方公里的河流17条，花溪区范围内15条，经开区范围内2条(分别是小黄河和三江口河)。花溪河、凯伦河、车田河、小车河、东门桥河、白岩河、小黄河、三江口河8条河流汇入长江流域;马铃河、湾河、翁岗河、青岩河、杨眉河、老榜河、赵司河、三岔河、坝王河9条河流汇入珠江流域。

花溪区全年平均气温15.7℃，其中冬季平均气温8.3℃，春季平均气温16.5℃，夏季平均气温 23.7℃，秋季平均气温15.4℃。全年极端最高气温35.6℃， 超历史极值0.9℃，出现在5月7日，极端最低气温-2.8℃，出现在12月17日。与历年相比，全年平均气温偏高0.7℃，其中冬季偏高2.1℃，春季偏高1.2℃，夏季偏高1.1℃，秋季偏低0.4℃ ，全年降水量1469.6 毫米，与历年相比，偏多364.9毫米，偏多3成； 一日最大降雨量97.2 毫米，出现在7月2日;最长连续降水日数15天，降雨量227.2毫米，出现在9月9日-23日;最长连续无降水日数16天，出现在11月7日-22日。全年日照时数1004.4小时，比历年偏少174.5小时，偏少1成；全年日照百分率 23%， ≥60% 的天数46天，≤20%的天数227天，全年无霜期325天。

花溪区有木本植物655种，隶属107科280属，其中裸子植物9科19属29种，被子植物98科261属626种。其中，国家Ⅰ、 Ⅱ级保护植物和省级保护植物分别有2种、5种、11种。珍稀植物主要有: 红豆杉、银杏、香果树、香樟、花榈木、马尾树、红豆树、榉木、青岩油杉、铁杉、乐东拟单性木莲、青钱柳等。

全区野生动物种类繁多，区内分布的野生动物主要有兽类、鸟类、昆虫类、鱼类等。常见的有穿山甲、野兔等走兽，白鹭、猫头鹰、秧鸡等飞禽，菜花蛇、锦蛇等爬行类动物及鲤、鲫、白鲢等鱼类。