巴塘县位于四川西部青藏高原东南缘，金沙江中游东岸的川、滇、藏三省（区）结合部。地跨东经98°57.53"至99°44.21"，北纬29°2.9"至30°37.50"。东与理塘、乡城两县接壤，南与得荣县毗邻，西以金沙江中心与西藏的贡觉、芒康县和云南的德钦县相望，北与白玉县相连。

   巴塘县地处横断山脉北端金沙江东岸河谷地带，横断山脉纵贯全境，其地形随金沙江走向由北向南倾斜，并呈现北高南低，东高西低之状。地势走向在昌波河口以上为北东南西向，在昌波河口以下为北南向。北部极高山区平均海拔3300米。中南部高山峡谷区一般海拔在2800米以下。中东部半高山、高山区海拔一般在2800米至3300米之间。

   巴塘县境内河流均属金沙江水系。金沙江由北向南贯穿县境西部。

   金沙江在巴塘县全长167.1公里，平均流量为943立方米/秒，年总径流量为297.19亿立方米。巴曲发源于扎金甲博冰川之下。定曲发源于波密乡哈日拉西侧，巴塘县内流长116.19公里。巴塘县还有大小湖泊107个，小河溪流50余条，其中集水面积在100平方公里的有19条；可利用河川年径流量达19.6亿立方米。

   巴塘县由于海拔高度、南北走向的山脉和大气环流的影响，属高山高原气候。巴塘县内春季气温回升快。夏季最高气温可达35℃以上，巴塘县内雨季主要集中在6至9月，秋季由于冷热气流交替，小气候频繁。冬季，天气变冷，最低气温可达－10℃以下，雨雪天气较少。巴塘县呈现冬暖、春干、夏凉、秋淋的气候特征。