绍兴市上虞区位于浙江省东北部，绍兴市东部，东邻余姚市，南接嵊州市，西连柯桥区、越城区，北濒钱塘江河口，隔水与海盐县相望。经纬度跨东经120°36′23″~121°6′9″、北纬29°43′38″~30°16′17″。
全境基本轮廓呈南北向长方形，南北最长60公里，东西最宽46公里，面积1406平方公里，其中钱塘江河口水域212.3平方公里。上虞地形南高北低，南部低山丘陵与北部水网平原面积参半，俗称“五山一水四分田”。南部低山丘陵分属两支，东南系四明山余脉，较为高峻，覆卮山海拔861.3米，是全市最高点；西南属会稽山余脉，略为平缓，最高点罗村山海拔390.7米。北部水网平原属宁绍平原范畴，地势低平，平均海拔5米左右。最北端是滨海高亢平原，平均海拔10米左右。
浙江省第四大河曹娥江自南而北纵贯全境，主要支流有小舜江、下管溪、隐潭溪。主要人工河有萧曹运河、虞甬运河、四十里河、十八里河、百沥河及海涂中心河等。平均年入境水量约27.95亿立方米，是全县水资源总量的3.33倍。主要湖泊有小越湖、破冈湖、白马湖、铲还湖、皂李湖、西溪湖、谢憩湖、康家湖、贺家池（部分水面属绍兴县）等。
绍兴市上虞区地处北亚热带南缘，属东亚季风气候，季风显著，气候温和，四季分明，湿润多雨。又因地形复杂，光、温、水地域差异明显，灾害性天气较多，总趋势是洪涝多于干旱。年平均气温16.4℃，无霜期251天左右，一般年降雨量1400毫米上下。
