张家口位于东经113°50′~116°30′,北纬39°30′~42°10′。东靠河北省承德市,东南毗连北京市,南邻河北省保定市,西、西南与山西省接壤,北、西北与内蒙古自治区交界,张家口市南北长289.2千米,东西宽216.2千米,总面积3.68万平方千米。
张家口市地势西北高、东南低,阴山山脉横贯中部,将张家口市划分为坝上、坝下两大部分。境内洋河、桑干河横贯张家口市东西,汇入官厅水库。张家口市属内蒙—大兴安岭褶皱系和中朝准地台两个Ⅰ级构造单元。内蒙—大兴安岭褶皱系是一个自元古代至古生代末长期发育的地槽区,仅在康保北分布,范围极小,地层零星出露。
中朝准地台构造发展过程可明显地划分为3大阶段,反映出地壳呈活跃—稳定—活跃的发展演化规律。张家口市主要有深断裂2条,大断裂7条。
张家口市岩浆岩比较发育,分布面积大,岩石种类较齐全。岩浆岩共有9个旋回,每个旋回都以喷出岩开始,以中深层侵入岩结束。超基性、基性、中性、碱性及酸性岩都有,岩基、岩脉、岩株、岩墙、岩被各种产状齐全。
张家口市地层除缺失下古生界上奥陶系、上古生界志留系、泥盆系、石炭系、上二叠系和中生界三叠系、上白垩系以外,由太古界至新生界地层皆有出露,总厚度达35978~51866米。张家口市出露的地层中包括的岩石种类也很齐全,不仅有太古界的变质岩,元古界、古生界和新生界的沉积岩,还有侵入体周围的接触变质岩和局部的动力变质岩,以及超变质作用形成的混合岩。岩浆岩主要是中生代、新生代喷出岩和吕梁期、海西期、燕山期花岗岩以及不同岩性的岩脉。
张家口市分为两个截然不同的地貌单元。
坝上高原区:包括尚义县套里庄、张北县狼窝沟、赤城县独石口一线以北的沽源、康保、尚义和张北4县的广阔区域,属内蒙古高原的南缘,占张家口总面积的1/3,海拔一般在1400米左右,地势南高北低,比高小于50米。冈梁、湖淖、滩地相间分布,呈现典型的波状高原景观。康保县城以北丘陵成带,是阴山山脉余支。高原南缘一带,有垅状山脉分布,地势略高,海拔在1500米以上。
坝下低中山盆地:地势西北高,东南低,山峦起伏,沟谷纵横,海拔高度在1000~2000米之间。蔚县境内的小五台山,主峰海拔高度2882米,为河北省群山之首。群山之间有较大的山间盆地呈串珠状排列。主要有:洋河盆地、怀涿盆地、蔚县盆地、阳原盆地,海拔高度500~1000米,盆地内有河流通过,两岸分布有肥沃的耕地。 张家口属于温带大陆性季风气候。其气候特点是:一年四季分明,冬季寒冷而漫长;春季干燥多风沙;夏季炎热短促降水集中;秋季晴朗冷暖适中。坝上地区光资源丰富,昼夜温差大;雨热同季,生长季节气候爽凉;高温高湿炎热天气少。坝下河谷盆地分布在张家口市中部地区,桑干河和洋河径流形成了坝下河谷盆地,海拔高度一般在500~800米,地势较低。年降水量为330~400毫米。