【区域位置】双清区位于邵阳市区东南部。地域范围为北纬27º11′—27º18′，东经111º27′—111º37′。东临邵东，南、西隔邵水与大祥区为邻，西北隔资江与北塔区、新邵毗邻。邵水与资江相汇，形成双清览胜之势，为古宝庆八景之“双清秋月”，区名因此而来。东西直线距离17.8公里，南北直线距离14.3公里。总面积135.22平方公里。

【地质地貌】双清区地处湘中丘陵地带，地势中东部高，南北略低，北部为丘陵地带，中部位岗地带，南部临邵水带。最高点龙口岭位于石桥乡大坡村，海拔346.7米，最低点资江中沙洲位于小江湖社区，海拔204米。

【河流】双清区境内有6条河道，流经10个乡镇（街道）、40个村（社区）。境内省管河道资江干流长约13千米，市管河道邵水河道长约24.6千米，区管河道4条，其中红旗河河道长约11千米、洋溪主河道长约13千米、渔溪主河道长约3千米、淡雅溪主河道长约4.5千米。

【自然资源】双清区境内已查明非金属矿产资源9种，金属矿产1种，能源矿产1种。其中煤炭储量2.04万亿吨，可采储量1.74万亿吨。主要植被为马尾松、樟树及少量人工营造的杉木、国外松、柑橘、萘李、桃、枣子、杨梅等，灌木树种主要是牡荆、柃木、山苍子、乌饭树等，草本植物繁多，但以五节芒、蕨类、白茅等居多。野生动物主要有鸟类、蛇类、兽类、蛙类等。鸟类主要有：麻雀、翠鸟、白头翁、喜鹊、白鹭等；蛇类主要有：银环蛇、大王蛇等。2014年，邵阳市第十五届人大常委会第十一次会议表决通过《关于提请审议确定邵阳市“市树、市花”的议案》，确定香樟树、紫薇花为邵阳市树、市花。