平定县坐落在中国山西省中部东侧，太行山脚下，地理位置优越。它东边与河北井陉相邻，西界寿阳，南界昔阳，北接阳泉市郊区和盂县。县境范围宽广，东西长约54公里，南北最宽处50.4公里，总面积为1,394平方公里。县治位于冠山镇，与阳泉市中心相距9公里，距省会太原约127公里。2001年统计时，平定县管辖有8个镇、2个乡和7个居民委员会，以及322个村民委员会，人口总数为319,298人，人口密度为每平方公里约237人。
平定县地貌复杂，以群山和沟壑为主，丘陵和石质、土石山区占据了95%的面积。其中，七岭山是最高峰，海拔1,438米，娘子关谷地最低，海拔350米。桃河、温河、阳胜河和南川河从西向东汇入绵河，共同塑造了这里独特的水系。平定县属于典型的温带大陆性气候，四季分明，日照充足，年均日照时数为2,795.7小时，年平均气温10.5℃，年降水量约为500毫米，无霜期介于111天至186天之间，气候垂直变化显著，有利于农作物生长。
平定县的水资源丰富，但分布不均。娘子关泉水资源尤为丰富，年涌量达到39,800万立方米，是华北地区重要的矿泉水利资源。此外，尚怡、原坪和上冶头三座小型水库也储存了一定的地表水资源。地下水资源按类型分为松散岩类空隙水、碎屑岩类裂隙水和奥陶系灰岩深部岩溶水，水质优良。平定县被誉为资源大县，拥有30多种已探明的矿产，如无烟煤、硫铁矿、铝土矿等，其中无烟煤储量尤其丰富，石灰石和硫铁矿资源也颇具开发潜力。
在气候条件方面，平定县属于暖温带大陆性季风气候，春季少雨干燥，夏季炎热，冬季寒冷少雪。降雨主要集中在6月至9月，年平均气温10.8℃，最低气温可达零下21.8℃，最高可达39℃，年降水量为505.1毫米。霜冻期通常在每年的10月上旬至次年4月下旬，无霜期平均为210天。
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