本區位於東經極東一二○度十三分廿一秒，極西一二○度七分卅二秒，北緯極南二三度十二分二六秒，極北二三度十八分九秒。亦即臺南市之西北部，東鄰下營區，東北與鹽水區連接，南連佳里區，東南與麻豆區相接，西南隔將軍溪毗鄰將軍區，西接北門區，北以八掌溪與嘉義縣義竹鄉為界，東西長為九、三八一七公里，南北寬為八、七一九○公里，全區面積五三、九九一九平方公里。
轄內地勢概屬平野，但因靠近沿海地帶，地質鹽分濃厚，且有八掌溪、急水溪、將軍溪等三河流貫通，及因位處于嘉南大圳下流，排水密集，排水機能不暢，時遭洪水之患。縣市合併後治水有成，目前已甚少發生洪患。