西乡县位于汉中盆地中部,介于东经107°15′—108°15′与北纬度32°32′—33°14′之间。东西长94.5公里,南北宽64.5公里。总面积3239.6平方公里。北依秦岭,南屏巴山。巴山主峰绵亘于南,以米仓山形成骨架,纵横蔓延,俨如屏障;秦岭支脉插入东北角,隔汉江与巴山相对峙。汉江及其支流牧马河横贯其境,有大小河流70多条。县境东邻石泉、汉阴:南界镇巴及四川省的通江;北连洋县;西与城固、南郑接壤。境内兼有中山、低山、丘陵与盆地。山地约占总面积的60%,构成山峦起伏,峻岭重叠,河流交错,沟梁相间的特殊地貌。有“有山不见山,水绕山头转”的特点。
西乡气候温和,四季分明,属北亚热带半湿润季风型气候区,平均气温14.4℃;雨量充沛,年降水量9235毫米;年均无霜期246天。光照资源丰富,年均地温17.4℃,相对湿度为77%;林茂粮丰,水清草嫩,植被良好,全县草场面积为73.62万亩,占土地总面积的15.15%,其中优良牧草占66.97%,养牛条件得天独厚。这里是八大优种黄牛之一的“西镇牛”主要生产基地。