自西向东穿过全境，主要山峰有龙山 (山峰)、金龙山、板竹山。主要河流为资水及其支流龙山河、石马河、涣溪河、酿溪河、棠溪河、龙口溪河和岱水河。境内地势南高北低，东北、西北以山地为主，东南和西南以丘陵为主；最高点为龙山主峰岳平顶，海拔1513米。相邻县级行政区有，北界新化县、涟源市和冷水江市，东依邵东市，南连邵阳市辖区和邵阳县，西接隆回县。地质新邵县境内地层主要有震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、白垩系等。其中震旦系主要出露于龙山、岱山、大形山、板子山一带。寒武系主要分