孟津县位于河南省西部偏北，居黄河中下游交界处，属洛阳市辖县。县城距省会郑州134公里，距洛阳市区10公里。县域东连偃师市、巩义市；南依洛阳市市区；西临新安县；北与济源市、吉利区、孟县相接。全县跨东经112°12′—112°49′，北纬34°43′—34°57′。东西长55.5公里，南北宽26.9公里，面积758.7平方公里。

孟津地形西高东低，中部高，南北低，形如鱼脊，东部南北两侧为洛河黄河阶地，较为平坦。西部山区最高海拔481米，东部黄河滩地最低海拔120米，全县平均海拔262米。县境中西部为邙山覆盖，属于黄土高原的一部分。邙山南接洛阳盆地，北至黄河谷地，由西而东贯穿全境，全长约55公里，宽17公里，总面积约568平方公里，占全县总面积的74.8%。邙山为黄土地貌类型，丘陵起伏，呈丘岗形态。冲沟发育，北侧沟谷为南北向与黄河谷地连通，南侧沟谷为西北、东南向，通向洛河谷地，沟谷一般深40—60米，多呈“U”形。

孟津属黄河水系，主要河流有黄河、金水河及瀍河等。黄河为孟津县的最大河流，黄河自新安县从西进境，向东流入巩义市，蜿蜒县境北部，经黄鹿山、小浪底、王良、白鹤、会盟5个乡镇，流程59公里。小浪底水利枢纽工程能够人为有效控制其流量。位于其下游的西霞院水利工程正在施工中，建成后对黄河流量人为控制将提高到更高程度。金水河经麻屯镇入洛阳涧河，县境内长6.5公里，流域面积62.7平方公里。缠河、横水、图河为季节性河流，近年流量或减少、或干涸。