黑河市是黑龙江省北部的一个边境市。位于北纬47?42′～51°03′，东经124°45′～129°18′之间。东南和伊春市、绥化市接壤，西南同齐齐哈尔市毗邻，西部与内蒙古自治区隔嫩江相望，北部与大兴安岭地区相连,东北隔黑龙江与俄罗斯阿穆尔州相对，全市总面积68726平方公里。

黑河市地处大兴安岭东端，小兴安岭北部。境内群山连绵起伏，沟谷纵横，地势西北部高，向东南逐渐降低。由于地质构造变动和物理风化作用，形成了剥蚀地形、侵蚀堆积地表、堆积地形和火山岩地形，并构成低山、丘陵、火山熔岩台地、盆地、平原和河谷地貌特征。全市地貌呈北西至南东走向。由于受松辽断陷，逊克至乌云结雅断陷和孙吴地堑影响，地势中间隆起，两侧坳陷。中部低山丘陵区主要分布在嫩江县的多宝山、霍龙门、白云、麦海和爱辉区的西峰山、新生、罕达汽、北师河、二站与五大连池市的朝阳、兴安乡及孙吴县的正阳山、清溪、辰清、群山、奋斗等乡镇和逊克县的逊河镇以南地区。山区面积约44225平方公里，占全市土地总面积的64.3%。为北西、南东向，两端隆起、中间凹陷，呈马鞍形态，海拔高度为300～800米。黑龙江、嫩江及主要支流地带山岭险峻，坡度较陡，雨季易形成沟谷、崖堆和滑波，河流的分水岭，一般高出河床100～250米。山势柔和，山顶平坦，可见有平顶山和右夷平面，局部山坡有倒石堆，山上到处可见厚度1～5米的残坡积层，植被发育。江河密度大，河谷弯曲，多为不对称的V形谷，冬季可形成冰丘。沿江断陷盆地主要分布在沿黑龙潭南岸和逊河以北地带的孙吴地堑的逊克至乌云结雅断陷带内，呈北西向，狭长带状分布。长约150公里，宽约2～5公里，面积为450平方公里，占全市土地总面积的0.7%，地势平坦，微向江岸倾伏，有零星山间盆地。南部为松辽平原的北端，呈长方形，面积24 051平方公里，占全市土地总面积的35%：地势较平坦，略有起伏，由北向南逐渐降低。

黑河市属寒温带大陆性季风气候，跨三、四、五、六四个积温带。春季高温多风，夏季雨热同期，秋季降温急骤，冬季寒冷干燥，冬长夏短，四季分明。全市年均降水量440-530毫米，≥10℃积温在2140-2390℃，日照时数2480-2740小时，无霜期100-130天，年平均气温0.2-1.2℃，极端最高气温40.0℃，极端最低气温-48.1℃，年平均风速2.0-3.2米/秒。