Cũng giống như Ninh Bình và Thanh Hóa, tỉnh Hòa Bình nằm giáp ranh giữa 3 khu vực: Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ của Việt Nam.

Tỉnh Hòa Bình có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp tỉnh Phú Thọ
• Phía nam giáp các tỉnh Hà Nam, Ninh Bình
• Phía đông và đông bắc giáp thành phố Hà Nội
• Phía tây, tây bắc, tây nam giáp các tỉnh Sơn La, Thanh Hóa.

Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 4.662.5 km²,[6] chiếm 1,41% tổng diện tích tự nhiên của Việt Nam.

Hòa Bình là tỉnh miền núi, tiếp giáp với phía tây đồng bằng sông Hồng, Hòa Bình có địa hình núi trung bình, chia cắt phức tạp, độ dốc lớn và theo hướng tây bắc - Đông Nam, phân chia thành 2 vùng: vùng núi cao nằm về phía tây bắc có độ cao trung bình từ 600 – 700 m, địa hình hiểm trở, diện tích 212.740 ha, chiếm 44,8% diện tích toàn vùng; vùng núi thấp nằm ở phía đông nam, diện tích 262.202 ha, chiếm 55,2% diện tích toàn tỉnh, địa hình gồm các dải núi thấp, ít bị chia cắt, độ dốc trung bình từ 20 – 250, độ cao trung bình từ 100 – 200 m.

Bên cạnh đó, hệ thống sông ngòi trên địa bàn tỉnh phân bố tương đối đồng đều với các sông lớn như sông Đà,, sông Bưởi, sông Lạng, sông Bùi...

Hòa Bình có khí hậu cận nhiệt đới ẩm, mùa đông phi nhiệt đới khô lạnh, ít mưa; mùa hè nóng, mưa nhiều. Nhiệt độ trung bình hàng năm trên 23 °C. Tháng 7 có nhiệt độ cao nhất trong năm, trung bình 27 - 29 °C, ngược lại tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất, trung bình 15,5 - 16,5 °C.