涟源地处雪峰山东南麓，全市地形多为丘陵和山地。境内整个地势西高东低，呈阶梯状倾斜。

水系

涟源市风光

涟水，为湘江中游一大支流，源于新邵观音山，自西向东，流经涟源市、娄星区、双峰县，经湘乡至湘潭县河口入湘江，境内全长85.85公里，沿途纳孙水、湄江、 测水等1-4级支流89条，控制流域面积3906平方公里。

资水，由南向北，流经冷水江、新化。经安化柘溪，过益阳注入洞庭湖，贯穿境内西半部，区内流程112 公里，有1-4级支流100条，控制流域面积3985平方公里。
涟源素有“煤矿之乡”、“建材之乡”和“有色金属之乡”之称。截至2013年，涟源已探明储量的矿产资源有煤、铁、锰、锑、铜、铅锌、硅石等40余种，其中煤炭储量4.36亿吨，是全国100个重点产煤县市之一