เมืองที่อยู่ใกล้กับหูหนาน ได้แก่ กุ้ยหยาง, หวู่ฮั่น, Shaoguan, Chenzhou, Yongzhou ฯลฯ หูหนานตั้งอยู่ในเขตเปลี่ยนผ่านจากที่ราบสูงยูนนาน-กุ้ยโจว ไปจนถึงเนินเจียงหนาน และเทือกเขาหนานหลิง ไปจนถึงที่ราบเจียงฮั่น ภูมิประเทศเป็นรูปเกือกม้าที่ล้อมรอบด้วยภูเขาทั้งสามด้านและเปิดไปทางทิศเหนือ ประกอบด้วยที่ราบ แอ่ง เนินเขา ภูเขา แม่น้ำ และทะเลสาบ และทอดยาวไปยังแม่น้ำแยงซี ระบบแม่น้ำสายหลักสองสายของแม่น้ำเพิร์ลมีภูมิอากาศแบบมรสุมกึ่งเขตร้อน

มณฑลหูหนานตั้งอยู่บริเวณตอนกลางของแม่น้ำแยงซี และอาณาเขตส่วนใหญ่ของจังหวัดอยู่ทางใต้ของทะเลสาบตงถิง ดังนั้นจึงเรียกว่าหูหนาน โดยมีแม่น้ำเซียงเจียงไหลผ่านทางเหนือและทางใต้ของจังหวัด จึงเรียกสั้น ๆ ว่าหูหนาน ทิศตะวันออกติดกับมณฑลเจียงซีด้วยระบบภูเขามู่ฟู่และหวูกง ทิศตะวันตกเชื่อมต่อกับกุ้ยโจวทางขอบตะวันออกของที่ราบสูงยูนนาน-กุ้ยโจว ทิศตะวันตกเฉียงเหนือติดกับเทือกเขาหวู่หลิงและฉงชิ่ง ทิศใต้ ล้อมรอบด้วยเทือกเขาหนานหลิง กวางตุ้ง และกวางสี และทางเหนือติดกับที่ราบริมทะเลสาบ ขอบเขตจังหวัดทอดยาวจากหวงเหลียนผิง เทศมณฑลกุ้ยตงทางทิศตะวันออก ไปจนถึงจิ่วไฉ่ถาง ในเขตปกครองตนเองซินหวงตงทางตะวันตก จากภูเขากูโปในเทศมณฑลเจียงหัวเหยาทางทิศใต้ ไปจนถึงภูเขาหูผิงในเทศมณฑลสือเหมินทางตอนเหนือ

โครงร่างภูมิประเทศของมณฑลหูหนานล้อมรอบด้วยภูเขาทั้งสามด้านในด้านทิศตะวันออก ทิศใต้ และทิศตะวันตก โดยมีเนินเขาลูกคลื่นอยู่ตรงกลาง และที่ราบทะเลสาบทางตอนเหนือ ซึ่งมีความอุดมสมบูรณ์หลายพันไมล์ ทุ่งนา เป็นภูมิประเทศรูปเกือกม้าที่ไม่สมมาตรซึ่งเปิดไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ

มณฑลหูหนานสามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ภูมิภาคทางธรณีวิทยา ได้แก่ พื้นที่ภูเขาทางตะวันตกเฉียงเหนือของหูหนาน พื้นที่ภูเขาทางตะวันตกของหูหนาน พื้นที่เนินเขาทางตอนใต้ของหูหนาน พื้นที่เนินเขาทางตะวันออกของหูหนาน พื้นที่เนินเขาในภาคกลาง หูหนานและพื้นที่ราบทางตอนเหนือของหูหนาน

มณฑลหูหนานมีเครือข่ายแม่น้ำหนาแน่น มีแม่น้ำ 5,341 สาย ยาวกว่า 5 กิโลเมตร รวมระยะทาง 90,000 กิโลเมตร รวมแม่น้ำใหญ่ 17 สาย มีพื้นที่ระบายน้ำมากกว่า 5,000 สาย ตารางกิโลเมตร. ยกเว้นระบบน้ำไม่กี่แห่งในแม่น้ำเพิร์ลและแม่น้ำกันเจียง จังหวัดนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแม่น้ำเซียงเจียง แม่น้ำซีเจียง แม่น้ำหยวนเจียง แม่น้ำลีสุ่ย และแม่น้ำสาขา โดยไหลลงสู่ทะเลสาบตงถิงและแม่น้ำแยงซีจากใต้สู่เหนือตาม ภูมิประเทศก่อตัวเป็น Dongting ที่ค่อนข้างสมบูรณ์ ระบบทะเลสาบ แม่น้ำเซียงเจียงเป็นแม่น้ำที่ใหญ่ที่สุดในหูหนานและเป็นหนึ่งในเจ็ดแม่น้ำสาขาหลักของแม่น้ำแยงซีเกียง ทะเลสาบตงติงเป็นทะเลสาบที่ใหญ่ที่สุดในมณฑลหูหนานซึ่งครอบคลุมมณฑลหูหนานและหูเป่ย