湘源地勢西北高，東南低，屬丘陵地帶，平均海拔約1000m。衛輝山海拔1725米，為全國最高峰(強集鄉景北村)。最低海拔800米(河口，北堤鄉)。縣城是中國最大的盆地，南北長10公裏，東西寬40公裏，總面積1160平方公裏，相當於174萬畝。按地貌劃分，丘陵占57.5%，山地占31.9%，平川占10.6%。？
湘源的大陸性氣候尤為顯著，平均氣溫8-9℃，四季分明。7、8、9月氣候最高，平均23.4℃，極端最高氣溫38.1℃。最低氣溫在12月、1月和2月，平均為-8.1℃，極端最低氣溫為-29.1℃。年平均降雨量約550毫米，大部分集中在7、8、9月。全年無霜期壹般在166天左右，最短118天，最長197天。？
襄垣屬海河流域，位於張卓上遊。張卓河的三條主要支流，即西源、南源和北源，均發源於中國的何家坳。南溝和吳蓓進入了這個國家。西苑和南苑在甘村匯合，再在北堤鄉河口匯合，流入黎城，流經八個鎮。境內有石水、過水、濠水等十余條主要支流、數百條溪流縱橫交錯，全長？90.5?公裏。水庫14座，其中山西六大水庫之壹的後灣水庫總庫容1.3億立方米。全縣水資源總量為7.8億立方米。夏梁鎮焦姣村還有日流量200-300噸的優質礦泉水水源。