怀来县地处张家口市东南部。东部、东南部与北京市的延庆、昌平及门头沟区接壤，西北部与下花园区、宣化县相连，北部与赤城县交界，西南与涿鹿县毗邻。县境最南端在孙庄子乡麻黄峪村南，最北端在王家楼回族乡东庄子村北，最东端在东花园镇陈家铺村东，最西端在鸡鸣驿鸡鸣驿村西。县政府所在地沙城，东距北京市中心131千米，西距张家口75千米。怀来县地理位置十分重要，是张家口市通往省会首都的必经之地，也是北京连接西部边陲的重要通道，具有重要的交通枢纽作用。怀来县已成为张家口市对外开放的窗口。

    怀来县南北群山起伏，层峦叠嶂，中部是河谷平川，两山干夹一川形成了“V”型盆地，官厅湖居盆地之中。县境内的地质构造属燕山沉降带。地貌按成因可分为剥蚀构造地形、剥蚀堆积地形和冲积地形。地势由中间“V”型盆地分别向南北崛起，西北高而东南低。全县平均海拔792千米，最高点为北部山地水口山的大黑峰，海拔1977.60米；最低点为官厅镇幽州村河谷地带，海拔394米。全县地貌形态主要有河川平原、丘陵和山地等类型。

    河川平原主要分布在洋河、桑干河及官厅水库周围，面积为601.53平方千米，占全县面积的33.4%。由于官厅水库的自然分割，形成了西部河川平原和中部河川平原。西部河川平原位于洋河北岸，大部分由洋河冲积物堆积而成，地面较为平坦；小部分是由山前冲积物堆积而成，由北向南倾斜，地面坡度在1~3度之间。中部河川平原分布在官厅水库周围，是由冲积扇组成的平原，地势由周边向中间倾斜，坡度不等。

    丘陵主要分布在山地与河川平原过渡地带，面积450.25平方千米，占全县总面积的25%。按地域可称为南部丘陵和北部丘陵。按成因可分为黄土丘陵和低山石质丘陵。

    山地主要分布在县境南北，面积为749.22平方千米，占全县总面积的41.6%。习惯上又称为南部山和北部山地。北部山地西部风化严重，虽然海拔较高，但山势较缓，主要有水口山和白龙潭两个林区。南部山地东部水蚀切割强烈，海拔虽低，但峰陡谷深。由官厅湖劈山而出的永定河水沿着深沟峡谷流向京郊，形成了幽州峡谷地带。燕山支脉大海陀山、燕然山、军都山由西北和西南两个方向向怀来延伸。大海陀山、燕然山分布在县境北部，构成北部山地，主峰有鸡鸣山、八宝山、水口山等；军都山分布在县境南部，构成南部山地，主峰有笔架山、广陀山等。南北两山形成怀来盆地的天然屏障。怀来县境内群山耸立，仅海拔1000米以上的知名山峰就有40多座。许多山峰不仅有着丰富的森林和矿产资源，还是怀来县与邻县（区）的分界线，有的已被开发为旅游景点。

    怀来县境内有三处流动性沙丘。官厅水库南岸小南辛堡镇龙宝山附近有两处：一是“龙宝山沙丘”，占地3.70万平方米，高约12米；二是“天漠沙丘”，占地13.50万平方米，高约15米。洋河北岸大黄庄镇朱官屯村东的“米沙梁”，占地18万平方米，高约15米。这些沙丘的形成历史悠久，形态多为月型和龙岗型。据资料记载，四十年来“米沙梁”已东移300米。目前官厅水库以及土地的沙化已对北京生态环境构成严重的威胁，引起中央领导的高度重视。怀来县防沙、治沙工作任重而道远。