湖南属于内陆省份，位于中国中南部长江中游以南，因大部分位于洞庭湖以南而得名湖南，又因湘江贯穿于全境而简称“湘”，全省面积过半为湘江流域和洞庭湖流域。地图坐标为东经108°47′—114°15′、北纬24°39′—30°08′之间，全省东西直线距离667公里，南北直线距离774公里，总面积21.18万平方公里。相邻有六个省市即广东、江西、湖北、贵州、广西壮族自治区和重庆直辖市。
湖南东、南、西三面山地环绕，中部和北部地势低平，呈马蹄形的丘陵型盆地。西北有武陵山脉，西南有雪峰山脉，南部为五岭山脉（即南岭山脉），东面为湘赣交界诸山，湘中地区大多为丘陵、盆地和河谷冲击平原，除衡山高达千米以外其他均为海拔500米以下，湘北为洞庭湖、与湘、资、沅、澧四水尾闾的河湖冲积平原，地势很低，一般海拔50米以下，因此，湖南的水系呈扇形状汇入洞庭湖。
湖南境内水系比较发达，境内有全国第二大淡水湖——洞庭湖，有湘、资、沅、澧四水和长度在5公里以上的大小河川5341条，总长9.93万公里。这些大小河川除湘南一部分属珠江水系、湘东一部分属鄱阳湖赣江水系外，其余均由四水注入洞庭湖，于城陵矶汇入长江，形成一个非常完整的向心状水系。
湖南气候属大陆型亚热带季风湿润气候，四季分明，日照充足，无霜期长，雨量充沛。全省年日照时数为1300-1800小时，年平均气温16-180C，年降水量1200-1700毫米，适于人居和农作物、绿色植物生长。
湖南的植物资源丰富，覆盖面广，区系丰富，地理成分复杂，起源古老，种类众多，植物分布广泛，在不同经度、纬度和不同高度，都反映出一定的分布规律。其植被属中亚热带常绿阔叶林区，共计有248科，1245属(土著属119属)，5000余种植物，居国内第7位。同时木本植物极为丰富，达2470种，而且在省内分布的43个中国木本特有属中，单科属就有33个，幸存有世界罕见的五大植物“活化石”――银杉、水杉、水松、银杏和珙桐。特别是湘西北以水杉、珙桐、杜仲、伯乐树、金钱槭、香果树等树种为代表的华中植物区是本省植物区系的精华。
湖南地处中亚热带，气候温和，植被繁茂，为野生动物提供了适宜的生存场所。到目前发现湖南省的脊椎动物有897种，隶属5纲44目146科。湖南野生动物资源中，有一类保护动物白鳍豚、华南虎等，二类保护动物猕猴、短尾猴等，三类保护动物黑熊等。禽鸟种类繁多，其中属于国家级保护珍禽共22种，占全国鸟类保护数的44%。湖南一类珍禽有白头鹤、白枕鹤、红腹角雉、白鹤、黑鹤、白冠长尾雉、中华秋沙鸭；二类有红腹锦鸡、白腹锦鸡、大天鹅、小天鹅、鸳鸯等。
湖南是著名的“有色金属之乡”和“非金属矿之乡”，矿藏丰富，矿种齐全，质量优良。全世界已发现的160多个矿种中，已探明储量的有83种，成为全国矿种较多的省份之一。锑、钨、铋、雄黄、海泡石、重晶石、独居石的储量居全国第一位，锰、钒、铼、芒硝、砷、高岭土居全国第二位。
三湘四水的灵动多彩，蕴育着激越冲突型的文化思想，培养了“淳朴重义”，“勇敢尚武”，“经世致用”，“自强不息”的湖湘文化精神。湖湘哲学思想，以宋代胡安国为开创者，历胡宏、张拭、王船山、曾国藩、谭嗣同、杨昌济，以至毛泽东，形成了自己独特的风格“以理学的道德精神与经世致用的实事实功相结合”；禀承着屈原忧国忧民的文学传统和胡安国“经世致用”的哲学传统，湖湘文学艺术具有“文道合一”的明显特点。以曾国藩为首的“湘乡文派”为代表。湖湘史学具有经史并重、说古是为了道今的特点；湖湘教育大兴于宋代，历时千年而形成了自己独特的传统：重视学思并重与知行统一，重视独立思考与理性批判。岳麓书院就是此一传统的见证与代表。湖湘宗教：湖湘文化对宗教采取了“兼容并蓄”的态度，南岳大庙中的佛道儒共处就是典型事例。湖湘是我国民族最多的地域之一，丰富多彩的传统习俗和民族风情，又互相渗透，彼此影响，汇合而成一种个性鲜明独具—格的湖湘民俗文化。由于对实践与实用的重视，湖湘科学技术素称发达。早在商周，青铜冶炼已具相当规模。近代的锑都，更为全国冶炼之冠。马王堆出土文物之精美，令人叹为观止。它们从各个不同的角度，将湖湘文化独特的科学品格尽现无遗。
