孝南区地理位置十分优越，地处东经113°50'—114°11'、北纬30°47'—31°9'之间，位于长江以北，大别山、桐柏山山脉以南，江汉平原东北部，湖北省中北部偏东，东邻武汉市黄陂区，南连汉川市和武汉市东西湖区，西靠云梦县，北接孝昌县。城区北距北京市铁路里程1152公里，南距省会武汉市铁路里程70公里、公路里程62公里，距武汉天河国际机场仅45公里。

孝南区地形东北高，西南低，以平原湖区为主，境内河流密布。地貌主要分平原、丘岗两种类型。

平原湖区：分布在陡岗镇、肖港镇、朋兴乡、新铺镇、三汊镇、祝站镇、闵集乡、毛陈镇、卧龙乡、朱湖农场、东山头原种场、书院街道、新华街道、广场街道、车站街道一带，平原面积696平方公里，占全区面积的67.3%，海拔高度20—50米，相对高度0—30米，坡度在6度以下。

丘陵岗地：主要分布在杨店镇、西河镇一带，海拔高度50—100米，相对高度10—30米，坡度为10度左右。