益阳位于北纬27°58ˊ38″至29°31ˊ42″、东经110°43ˊ02″至112°55`48″,东西最长距离217公里，南北最宽距离173公里，从地图上看，像一头翘首东望、伏地待跃的雄狮，威踞于湖南省中北部。它北近长江，同湖北省石首县抵界，西和西南与本省常德市、怀化市接壤，南与娄底市毗邻，东和东北紧靠省会长沙市及岳阳市。
全市辖3县（桃江、安化、南县），1市（沅江）、3区（资阳、赫山、大通湖区）和益阳高新区。全市总面积12144平方公里，为全省总面积的5.83%，其中山地占39.71%，丘陵占10.05%，岗地占6.7%，平原占32.44%，水面占11.10%。总人口470.5万，市区面积53平方公里，人口53万。境内由南至北呈梯级倾斜，南半部是丘陵山区，属雪峰山余脉；北半部为洞庭湖淤积平原，一派水乡景色。“背靠雪峰观湖浩，半成山色半成湖”。南部山区最高处为海拔1621米，北部湖区最低处为海拔26米，南北自然坡降为9.5%。
市境属亚热带大陆性季风湿润气候，境内阳光充足，雨量充沛，气候温和，具有气温总体偏高、冬暖夏凉明显、降水年年偏丰、7月多雨成灾、日照普遍偏少，春寒阴雨突出等特征。年平均气温16.1℃—16.9℃，日照1348小时—1772小时，无霜期263天—276天，降雨量1230毫米—1700毫米，适合于农作物生长，是一个山青水秀、环境适宜的风景胜地。
益阳是远近闻名的“小有色金属之乡”。已知的矿床、矿点有140多处，已探明的矿床、矿点40余处，其中中型矿床5处，小型矿床15处，矿点和矿化现象120多处。主要矿藏20多种，锑、钨、钒、石煤的储量占全省第一。主要矿种中，具有工业开采价值的有锰、锑、金、钒、铁、石煤、硫铁矿、磷矿、石灰岩等10多种,其中锰、锑、钒、石煤、硫铁矿、石灰岩储量丰富，开采远景可观。稀有金属分布较多，尚有待勘探、开采。水晶矿、重晶矿、粘土矿、石英砂、萤石、高岭土等非金属矿藏，也有一定储量。此外，山区的石料和湖区的潮土，资源较为丰富，是发展建筑材料工业的重要原料。
益阳水资源丰富。山丘区有资江南北贯通，平原地带河网纵横、湖泊棋布，水路经洞庭湖外通长江，内联湘、资、沅、澧水道，向有灌溉、航行之利。全市水资源总量为2779亿立方米，其中年均地表径流量约为91亿立方米，平均每亩耕地拥有水量1770多立方米。另外，资水、沅水、澧水和荆江三口每年给我市带来过境容水2200多亿立方米，蕴含丰富的水能发电资源。据测算，仅资江可供发电贮量就达100万千瓦，现因在其上游建了2个水电站（柘溪电站、马迹塘电站），开发量已达50万千瓦。
益阳野生动物资源，按经济意义和生态地理分布，大致可分两种类型。境内东北部的南县、沅江市和赫山区东部，湖泊众多，河港交织，水草丰茂，盛 产鱼虾和龟、鳖、鳝、螺等小水产。每年秋后，还有大批雁行目、鸻形目候鸟来此觅食越冬。陆栖脊椎动物较常见。境内西南部和中部地域，包括安化县、桃江县、赫山区和资阳区西南部，山丘延绵，森林广布，耕地和居民都较分散，野生动物以哺乳类、爬行类和鸟类居多。主要为斑鸠、野鸡、野兔、野猪、獾、貉和蛇等。全市植物资源有藻类、菌类、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物六大类，广泛分布在山地、平原和水域，直接或间接地被农业利用。
全市土地质量较好，有林地56.27万公顷，耕地24.54万公顷，水面 13.99万公顷，草地8.2万公顷，湖洲6.53万公顷。滨湖平原由河流冲积而成，土壤肥沃，适宜种植多种作物，是粮、棉、麻、油、糖的主要生产基地，素有“鱼米之乡”的美称。苎麻产量居全国首位，芦苇、黄（红）麻、糖料产量均居全省第一。中部丘陵岗地，土壤多属板页岩风化而成，呈酸性，含养分较高，是南竹、油茶、茶叶、果木等经济林生产区。益阳是全国有名的“竹子之乡”，南竹、茶叶产量居全省第一。西部中低山地，土质相对较差，但适宜多种林木生产，是主要林业生产基地。益阳水域广阔，全市总水面215万亩，可养面积80多万亩，已放养面积72万亩，其中精养面积33万多亩。大通湖面积达12.4万亩，是全省最大的内陆养殖湖泊。全市盛产乌鲤、鳜鱼、大口鲶、优质鲫鱼、优质鲤鱼等名贵鱼和甲鱼、乌龟、河蟹、青虾等特种水产品。
益阳农业发展得天独厚。全市十大家产品产区中，有不少被定为国家级的商品粮基地、商品棉基地、商品鱼基地、瘦肉型获得基地及综合商品基地。益阳工业已形成纺织、电力、化工、煤炭、机械、电子、建材、冶金、造纸、仪器等34个行业，以麻纺、造纸、食品、电子工业最著特色。主要名优工业产品有橡胶机械、柴油机、编织机、汽车灯泡、三氧化二锑、苎麻产品和肉类仪器等210多种。
益阳水陆交通十分便利。长益高速公路、石长铁路、319国道穿越境内，是省会长沙通往大西南的要道。水路经洞庭湖、内通湘、资、沅、澧四水，外达长沙各口岸。湘黔铁路穿越安化县境，洛（洛阳）——湛（湛江）铁路线在益阳设立枢纽站。
益阳投资环境日臻完善，海关、商检、外运、国际保险、金融、法律等涉外机构均在建立，并努力提供逐步与国际惯例接轨的优质服务。