【区域位置】 天心区位于湖南省省会长沙市城区南部，前身为南区，得名于长沙城著名地标天心古阁。区域范围东以黄兴路、芙蓉中路、韶山路为界，与芙蓉区、雨花区交界，南至暮云，与湘潭昭山示范区毗邻；西临湘江，以湘江主航道中心线为界，与岳麓区隔江相望；北抵五一路，与开福区接壤。辖区137.34平方千米，湘江岸线天心段长32千米，具有滨江（湘江）、临洲（橘子洲）、望岳（岳麓山）的独特优势，是长沙“山水洲城”魅力的最佳展示区域。区政府机关驻地为湘府中路298号。

【地质地貌】 天心区处于湘中丘陵向洞庭湖平原过渡地带，地域成南北长、东西窄的地理走向，南北20余千米。地形呈波状起伏，地势南北低、中部为丘陵地带，略高，由东向西略斜，西部地势平坦。由于长期风雨侵蚀，形成红土岗地，地质呈酸性。全区成土母质以板页岩风化物为主（占48.8%），其次为第四纪红土，沙砾岩则集中分布于桂花坪、青园等丘陵地带，土质肥沃的水稻土集中于大托铺街道临江的5个村。鹅洲和兴马洲为湘江上独立的沙洲，特别是京广线以西湖区湘江沉积扇上，适宜于多种农作物的生长。

【水文气候】 天心区地处北部亚热带暖湿区域，具有四季分明、春温多变、夏秋多晴、严冬期短、暑热期长的典型内陆季风性湿润温和气候的特点。年平均气温17.2℃，冬季平均气温4.6℃，夏季平均气温29.5℃。年平均日照1730小时，年平均无霜期275天左右，年平均降水量1420毫米。区域内淡水资源丰富，防御自然灾害能力较强，发展经济条件十分便利。南部120平方千米的天心生态新城，山体植被保护良好，空气清新、环境宜人，是全国生态示范区。