Tỉnh Hòa Bình phía bắc giáp tỉnh Phú Thọ; phía nam giáp tỉnh Thanh Hóa, Ninh Bình; phía đông giáp thủ đô Hà Nội, Hà Nam; phía tây giáp tỉnh Sơn La, Thanh Hóa.
Trên bản đồ Việt Nam, tỉnh Hoà Bình nằm ở cửa ngõ vùng Tây Bắc, có diện tích tự nhiên 4.662,53 km2. Xét về vị trí địa lý, Hoà Bình là vùng đệm trung gian giữa một bên là vùng đồng bằng Bắc Bộ và một bên là núi cao, rừng rậm của miền Tây Bắc, được thông giao qua quốc lộ 6 (đường bộ) và sông Đà (đường thủy) ở phía bắc. Hoà Bình giáp ranh thủ đô Hà Nội và có vị trí quan trọng trong chiến lược phòng thủ của khu vực và cả nước.
2. Đặc điểm địa hình
Điểm nổi bật của địa hình Hoà Bình là núi cao, chia cắt phức tạp, độ dốc lớn và theo hướng tây bắc - đông nam, chia thành 2 vùng:
Vùng núi cao Tây Bắc: bao gồm các huyện Mai Châu, Đà Bắc, kéo dài xuống huyện Tân Lạc, Lạc Sơn. Núi cao trung bình không quá 1.000 m, ngọn núi cao nhất là Pu Canh (cao 1.373 m). Độ cao trung bình của núi giảm dần xuống phía đông nam như: núi ở xã Bắc Sơn (huyện Tân Lạc) cao 1.136 m, núi ở xã Phú Lương (huyện Lạc Sơn) cao 934 m, núi ở xã Tự Do (huyện Lạc Sơn) cao 820 m,... Núi ở vùng này có cấu tạo bởi đá xâm nhập, chủ yếu là đá granít và gaborô.
Vùng núi thấp và đồi phía Đông Nam: bao gồm các huyện Kỳ Sơn, Lương Sơn, Kim Bôi, Lạc Thuỷ, Yên Thuỷ. Địa hình vùng này có sự xen kẽ giữa địa hình cáttơ và địa hình xâm thực, do đó có nhiều hang động, đất thường bị mất nước. Núi cao trung bình 200 - 500 m, bị chia thành nhiều khối rời rạc.
Về thổ nhưỡng: Do đặc điểm địa hình và khí hậu nên đất đai Hoà Bình chia thành hai vùng rõ rệt: Vùng núi cao trung bình, gồm đất feralít vàng đỏ có hàm lượng mùn 6 - 7%; do độ ẩm cao, nhiệt độ thấp, vùng này rất thuận lợi cho phát triển lâm nghiệp. Vùng đồi và núi thấp, gồm đất feralít vàng đỏ và vùng cỏ thứ sinh, trong đó đất bạc màu chiếm 45 - 80%. Vùng ven sông Đà và các suối khác do hàng năm được bồi một lớp phù sa khá dày nên rất thuận lợi cho việc trồng lúa, trồng màu.
Hệ thống sông, suối: Do địa hình bị chia cắt mạnh nên sông suối ở Hòa Bình thường dốc và ngắn. Mùa hè mưa nhiều, mực nước sông suối lên cao, chảy xiết gây ra lụt lội, ảnh hưởng đến nông nghiệp và giao thông trong vùng. Mùa đông thiếu nước, lượng nước ở các sông suối giảm mạnh, có nhiều suối nhỏ bị khô cạn. Hiện nay, Hoà Bình có 4 hệ thống sông chính:
Sông Đà: bắt nguồn từ vùng núi cao Vân Nam - Trung Quốc, chảy qua vùng Tây Bắc, đoạn này lòng sông hẹp, lắm thác ghềnh; đến địa phận tỉnh Hoà Bình lòng sông rộng, thác giảm nhiều, đáng kể nhất là Thác Bờ. Sông Đà chảy trên đất Hoà Bình với chiều dài 103 km, đến thị xã Hoà Bình, sông Đà chảy ngược lên hướng Bắc.
Hồ sông Đà (hồ Hoà Bình): có dung tích 9,5 tỉ m3 nước, phục vụ nhiều mục tiêu kinh tế và quốc phòng. Trong đó, nhiệm vụ chủ yếu là phục vụ phát điện của Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình - nguồn cung cấp điện năng quan trọng cho cả nước; ngoài ra có nhiệm vụ cắt lũ về mùa mưa, điều tiết nước chống hạn về mùa khô cho đồng bằng châu thổ sông Hồng.
Sông Bôi: bắt nguồn từ xã Thượng Tiến thuộc huyện Kim Bôi. Sông dài khoảng 60 km, chảy qua nhiều dãy núi đá vôi phía nam của tỉnh Hoà Bình rồi đổ vào sông Hoàng Long của tỉnh Ninh Bình.
Sông Bưởi: bắt nguồn từ huyện Tân Lạc, Lạc Sơn do các suối Lồ, suối Cái, suối Nhân Nghĩa, suối Yên Phú và nhiều con suối nhỏ khác hội lưu ở thị trấn Vụ Bản (huyện Lạc Sơn) rồi chảy sang tỉnh Ninh Bình. Sông dài khoảng 38 km. Lòng sông hẹp, nên vào mùa mưa thường gây ra lụt lội ở hai bên bờ.
Sông Mã: đoạn chảy qua địa giới tỉnh Hoà Bình là từ xã Hang Kia đến xã Vạn Mai của huyện Mai Châu. Hầu hết các suối phía nam huyện Mai Châu đều đổ ra sông Mã.
3. Khí hậu:
Hoà Bình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với các đặc trưng: nóng, ẩm, có mùa đông lạnh. Nhiệt độ trung bình trong năm 230C; lượng mưa trung bình 1.800 mm/năm; độ ẩm tương đối 85%; lượng bốc hơi trung bình năm 704 mm. Khí hậu trong năm chia làm hai mùa rõ rệt:
Mùa hè: bắt đầu từ tháng 4, kết thúc vào tháng 9. Nhiệt độ trung bình trên 250C, có ngày lên tới 430C. Lượng mưa trung bình trong tháng trên 100 mm, thời điểm cao nhất là 680 mm (năm 1985). Mưa thường tập trung vào tháng 7, 8. Lượng mưa toàn mùa chiếm 85 - 90% lượng mưa cả năm.
Mùa đông: bắt đầu từ tháng 10 năm trước, kết thúc vào tháng 3 năm sau. Nhiệt độ trung bình trong tháng dao động trong khoảng 16 - 200C. Ngày có nhiệt độ xuống thấp là 30C. Lượng mưa trong tháng 10 - 20mm.
5. Các dân tộc ở Hòa Bình
Hòa Bình là một trong các tỉnh miền núi phía Bắc có nhiều dân tộc thiểu số sinh sống. Theo số liệu tổng điều tra dân số tháng 4 năm 1999, trên địa bàn tỉnh Hòa Bình có 15 dân tộc sinh sống (nếu tính các dân tộc có tổng số dân từ hàng chục trở lên). Tuy nhiên, thực chất, 6 dân tộc Mường, Kinh (Việt), Thái, Tày, Dao, Mông đã chiếm 99,92% tổng số dân của toàn tỉnh.