大余县位于江西省的西南边缘，居章江上游，大庾岭北麓。地理位置东经114-114.63′，北纬25.15′-25.53′。东北与南康市相连，东南与信丰县接壤，西北与崇义县毗邻，南与广东省南雄襟连，西界广东省仁化县。全县东西长约127.5公里，南北宽约25公里，呈东西长、南北宽的长条形状，国土面积1367平方公里。323国道横贯全境，县城南安镇距赣州市85公里，距南昌市512公里。

县境地处南岭纬向构造带东段与武夷山新华夏构造带南段的复合部，受燕山旋回和海西旋回等地质运动的影响，境内北部、西部、南部地势崛起，中部与东部凹陷，形成三面环山,朝东敞开的丘陵盆地，地势西高东低，西北部、西部和东南部层山叠嶂，中低山海拔在800米以上，中部丘陵山脉海拔一般在300～500米，东部章江两岸的平原与岗地海拔在200米左右。海拔在千米以上山峰26座，最高点在内良乡的天华山，海拔1386.6米，最低点在新城镇的白田埠，海拔124米。池江盆地是县内最大的平原水稻产区。全县山地面积311.175平方公里，占总面积的22.76%，多呈脉状，逶迤起伏，谷壑交迭；丘陵面积804.65平方公里，占58.86%，属山地支脉的延伸，多呈树枝状和条带相间分布，以紫红色岩系丘陵为主，地表呈波状起伏，分割零乱；平原和岗地面积251.175平方公里，占18.38%，以红壤、黄壤和冲积土为主，土地松软肥沃，富含钙、镁、钾等矿物成分。

县境自然环境优越，气候温和，属中亚热带季风湿润气候区，气候特点是温暖湿润，四季分明，热量丰富，雨水充沛，春温多变，夏涝秋旱，冬寒期短，无霜期长。年最高气温38.4℃，最低气温零下7.2℃，年平均温度18.53℃，年降雨量1563毫米，日照时间1499.3小时，光照率39%，全年无霜期长301天，夏冬时长，春秋时短。

大余河流密布，纵横交错，以赣江支流－章水为主干流的章江流域，在境内有支流530条，河流总长2084.54公里，河流密度1.52公里/平方公里。章江发源于崇义县聂都乡的东山展脑和鲤鱼山中，自西向东贯穿全境流入南康市。按流域面积划分，有一级支流13条、二级支流27条、三级支流20条。水能资源丰沛，水能资源理论蕴藏量为12.38万千瓦，可利用水能5.26万千瓦。

全县森林资源丰富，有林业用地159余万亩，森林覆盖率为76.2%，其中有林地149.5万亩，立木蓄积量412余万立方米；灌木林地6.6万亩，散生立木蓄积量14余万立方米。在森林面积活立木蓄积中，有针叶林83.8万亩，针阔混交林3万亩，阔叶林43万亩。全县木竹资源按林种结构分，有防护林56.8万亩，蓄积量144万立方米；用材林65.6万亩，蓄积量254万立方米；薪炭林18万亩，蓄积量113万立方米；特种用途林1650亩，蓄积量6108立方米。

大余植物资源有84科667种，分布在县境林区的国家珍贵、国家重点保护及省级重点保护的树种有36种，其中国家珍贵树种有南方红豆杉、福建柏、闽楠、花榈木、鹅掌楸、楠木、厚朴、红豆树、观光木9种、国家重点保护野生植物有半枫荷、香樟、喜树、伞花木、长苞铁杉、竹柏6种，省级重点保护野生植物有榧树、沉水樟、八角莲、野茶树、金毛狗蕨、五味子、草珊瑚、七叶一枝花、木莲、天门冬、猴欢喜、黄檀、省沾油、青钩栲、大叶青冈、含笑花、巴戟、云绵杜鹃、野核桃、多穗柯等21种。野生动物资源有16目37科116种，其中有鸟类11目27科65种、兽类5目10科19种、爬行类23种。分布有云豹、豹、黄腹角雉等国家一级重点保护动物，穿山甲、河麂、虎纹蛙、白鹇、鸳鸯等国家二级重点保护陆生野生动物，省重点保护动物有赤麂、黄鼬、灰胸竹鸡、鹰嘴龟等。

县境西北部山脉受燕山期地质构造运动的影响，形成全世界著名的钨矿床，是享誉全球的“世界钨都”。境内矿化面积约30平方公里，大小矿脉有3000余条。矿床矿物类较多、计有48种，金属矿物以黑钨矿为主，伴有锡石、辉钼矿、辉铋矿、绿柱石、白钨矿等，非金属矿主要有石英、钾长石等。盛产钨、锡、钼、铅、锌、铜、铋、铍、银等有色金属，及钽、铌、石英石、石灰石、白云白、瓷土等。