衡水市位于华北地区的东南部。

广义的华北包括河北省、山西省的东部、内蒙古中南部以及山东省西北部等地区，而衡水市位于河北省的中南部位置，东与山东省德州市相邻。

衡水市境内相对平坦，属于冀中平原与冀南平原的交界处，海拔为30—40米左右。