潞城區位于山西省東南部，太行山西麓，上黨盆地東北邊緣，位于東經112°59′36″-113°25′40″，北緯36°14′00″-36°29′30″之間，海拔高度616-1316米。西北與襄垣縣以山為界，東北與黎城縣隔河相望，東南與平順縣谷嶺交錯。潞城全境輪廓呈不規則四邊形狀，東西長31.5公里，南北寬19.5公里，面積615平方公里。西北距省城太原240公里，東北距首都北京620公里。
境內平原、丘陵、山區分別占總面積的15.6%、62.8%和21.6%。東部多為山區，中部多為平川，西部多為丘陵。最高點大禹垴海拔1316.1米，最低點辛安河谷海拔616米。礦產資源十分豐富，已探明具有開采價值的礦種有煤、石灰巖、石膏、白云石、鋁土礦、鐵礦、水泥粘土等10多種，尤以白云石、石膏、石灰巖、煤炭著稱。白云石儲量約2.2億噸，占到山西省已探明儲量的90%；石膏儲量約4億噸，礦床集中、品位高、埋藏淺、易開采；石灰巖分布面積達310平方公里，儲量約5億噸；煤炭分布面積22.2平方公里，原煤儲量約2.4億噸。
境內河流均屬海河流域。可分為常流河和季節性河兩類；濁漳南源與濁漳河成為常流河，其它為季節河。濁漳河南源發源于長子縣發鳩山（鹿谷山），由南向北，流經長子、長治市潞州區安居村，自本區史回鄉曲里村入境，經宋村、東白兔、韓村、洪嶺、店上、河湃至曹家溝村出境，入襄垣縣至甘林村與濁漳河西源匯合。境內長17.5公里，流域面積262.7平方公里。濁漳河古稱潞水、潞川。因其水流湍急，并夾帶黃土泥沙，故名。濁漳河分南、西、北三源。南遠發源于長子發鳩山，長133.5公里；西源發源于沁縣漳源村西北華山與伏牛山，長81.4公里；北源發源于榆社縣柳樹溝，長129.8公里。南源與西源在襄垣縣甘林村匯合，向東流至合河口村附近與北源匯合后，稱濁漳河，是潞城、黎城和平順縣的天然分界線。自本區南馬村入境，流經石梁、上村、常村、續村、潞河、古城、西流、南流，至辛安村出境。境內長20公里，流域面積為352.24平方公里。境內還有大南河、百里灘河、漫流河等十多條主要支流。
潞城屬暖溫帶氣候，四季分明，氣候宜人，年均氣溫9.5℃。年均降雨量503.7毫米，年均日照時數2434.9小時，年無霜期176天。發展高效立體農業條件優越。
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