【地理位置】延平区位于福建省中部偏北，介于北纬26°15′-26°51′、东经117°50′-118°40′之间。东邻宁德市古田县、福州市闽清县，南接三明市尤溪县、沙县区，西倚顺昌县，北接建瓯市。东西长83公里、南北宽69公里，区域总面积2652.84平方公里，位于闽江上游建溪、沙溪、富屯溪汇合处，为闽江干流的源头。踞溪山之雄，当水陆之会，扼八闽之襟喉；是福建省重要水陆交通枢纽。

【地形地貌】延平地处闽中谷地的最低处，地形地貌受构造运动的影响强烈、构造地貌特征明显表现为丘陵山地,，山脉多呈东北--西南走向。低山丘陵分布广，河谷地形呈峡谷或“V”、“U”状镶嵌该市各地，山间盆谷地沿河交替分布，山地切割明显，高差悬殊，以断裂为主的断块山，山峰陡峭，断层崖、断裂谷等断层地貌分布广。 武夷山脉、鹫峰山脉、戴云山脉会集于此。北部是武夷山脉向东南延伸的支脉南端，东北部是鹫峰山脉西南坡，南部为玳瑁山脉北坡，西部为丘陵地带。四周峰峦环绕，丘陵蜿蜒，唯有闽江河流侵蚀下切所形成的河谷，留下一条通往福建东南沿海的天然通道。境内有海拔千米以上高峰40余座，金凤山为全区最高峰。

【水文】延平区河流由于受地质构造和岩性不同控制的影响，延平区河流受到长期外引力的作用，河网呈格子状，河谷盆地似狭长串珠状，主要特点是源短流急、水量充沛、年内洪枯变化大、峡谷险滩多、含沙量少。流经境内的闽江干流地依地势自西北向东南流出境外。地表受构造影响，切割强烈，因而水系十分发达，河流交错突出，除“一江三溪”（闽江、建溪、富屯溪、沙溪）以外，流经延平区境内的闽江分支流还有武步溪、吉溪、高州溪、斜溪、新岭溪、西芹溪、照溪、王台溪。延平区境内河流年径流量达97亿方立方米，长度达5千米以上的有 87条（总长1574千米），其中10千米以上的有 30 条（总长974千米）。