亳州全境跨東經115°53′～116°49′、北緯32°51′～35°05′，呈東南西北向斜長形，長約150公里，寬約90公里。轄境與黃河決口扇形地相連，屬平原地帶，地勢平坦，僅東部有龍山、石弓山、齊山、狼山、雙鎖山等10余處石灰巖殘丘分布；整個亳州地勢西北高而東南低，以1/9000地面自然坡降向東南微傾。西北部譙城區詹樓地勢最高，海拔42.5米；東南以利辛縣展溝南部最低，海拔22米，相對落差20.5米。由于受河流蜿蜒切割變遷和黃河歷次南泛的影響，形成平原中崗、坡、碟形洼地相間分布，具有“大平小不平”的地貌特征。土壤主要是砂礓黑土，其次是潮土、棕壤土類，并有少量石灰土在渦、蒙兩縣的山丘周圍分布。全市氣候處在暖溫帶南緣，屬于暖溫帶半溫潤氣候區，有明顯的過渡性特征，主要表現為季風明顯，氣候溫和，光照充足，雨量適中，無霜期長，四季分明，春溫多變，夏雨集中，秋高氣爽，冬長且干。因氣候的過渡性，造成冷暖氣團交鋒頻繁，天氣多變，年際降水變化大，全市歷年平均氣溫14.7℃，平均日照2320小時，平均無霜期216天，平均年降水量822毫米。