Nghi Xuân là huyện nằm về phía Đông Bắc của tỉnh Hà Tĩnh, cách thị xã Hà tĩnh 56 km và cách thị xã Hồng Lĩnh 15 km về phía Bắc, cách thành phố Vinh (Nghệ An) 7 km về phía Nam, có Quốc lộ 1A đi qua với chiều dài khoảng 12 km. Có vị trí địa lí từ 18031’00’’-18045’00’’vĩ độ Bắc; 105039’00’’ - 105051’00’’ kinh độ Đông.
Toàn huyện có 19 đơn vị hành chính cấp xã và hai thị trấn. Thị trấn Nghi Xuân là trung tâm kinh tế, văn hoá, chính trị của huyện, cách thành phố Vinh 10 km về phía nam, cách thị xã Hà Tĩnh 50 km về phía Bắc. Nghi Xuân có bờ biển dài 32
km, sông Lam chảy phía Bắc huyện với chiều dài trong địa phận huyện là 28 km, đƣờng quốc lộ chạy qua phần phía Tây của huyện dài 11 km, đƣờng 22/12 nối từ ngã ba thị trấn Nghi Xuân và chạy xuyên qua các xã ven biển của huyện đến các xã của huyện Can Lộc, Thạch Hà và Thị xã Hà Tĩnh. Huyện lại gần một số cảng sông (Bến Thuỷ, Xuân Hội) và cảng biển (Cửa Lò, Cửa Hội). Với vị trí địa lí nhƣ vậy nên rất thuận lợi cho giao lƣu thông thƣơng với các tỉnh, các trung tâm kinh tế, xã hội trong và ngoài nƣớc.
Nghi Xuân có địa hình đặc trƣng của tỉnh Hà Tĩnh cũng nhƣ của khu vực miền Trung (địa hình nghiêng từ Tây Nam sang Đông Băc, phía Tây Bắc dọc theo ranh giới của tỉnh Hà Tĩnh và tỉnh Nghệ An là con sông La, phía Tây Nam chắn bởi dãy núi Hồng Lĩnh, kế tiếp là dãi đồng bằng nhỏ hẹp ven núi Hồng Lĩnh, cuối cùng là bãi cát ven biển và Biển Đông). Địa hình đƣợc chia làm 3 vùng:
- Vùng 1: Bao gồm phù sa sông Lam và cát biển phía Bắc. gồm 10 xã Xuân Trƣờng, Xuân Đan, Xuân Phổ, Xuân Hải, Tiên Điền, thị trấn Nghi Xuân, Xuân Giang, thị trấn Xuân An, Xuân Hồng, Xuân Lam;
- Vùng 2: Thuộc dãy núi Hồng Lĩnh nằm ở phía Nam. Đây là những dãy núi đá có độ dốc lớn, chủ yếu là đá Mácma axit, cao nhất là đỉnh núi Ông (+676 m so với mặt nƣớc biển). Gồm Cƣơng Gián, Cổ Đạm, Xuân Liên, Xuân Thành, Xuân Viên, Xuân Lĩnh, Xuân Hồng, Xuân Lam.
- Vùng 3: Bao gồm các dãy cồn cát ven biển kéo dài dọc theo bờ biển, tạo bởi các dãy đụn cát. Vùng này có tiềm năng phát triển kinh tế biển và dịch vụ du lịch nghỉ mát gồm: Cƣơng Gián, Xuân Liên, Cổ Đạm, Xuân Thành, Xuân Yên, Xuân Hải, Xuân Phổ, Xuân Đan, Xuân Trƣờng, Xuân Hội.
Vùng Nghi Xuân chịu ảnh hƣởng trực tiếp của chế độ thủy triều sông Lam và chế độ thuỷ triều ở vùng cửa sông. Lƣu lƣợng nƣớc của con sông Lam rất lớn do đó vào mùa mƣa thƣờng gây ngập lụt ảnh hƣởng rất lớn đến đời sống và sản xuất của ngƣời dân trong xã. Lƣu lƣợng dòng chảy bình quân năm của các sông khoảng 15 m3/s; mùa lũ có thể đạt tới trên 3000 m3/s; mùa cạn có khi chỉ có 5 m3/s. Sự hình
thành lũ và số lƣợng các cơn lũ trên sông đƣợc quyết định bởi thời gian và cƣờng độ mƣa.
Chế độ thuỷ văn của huyện còn chịu ảnh hƣởng của thuỷ triều do huyện có 32 km bờ biển và con sông Lam đổ ra biển. Chế độ thuỷ triều tại đây có khoảng 2/3 số ngày trong tháng là nhật triều, còn lại là bán nhật triều; thời gian triều dâng kéo dài hơn thời gian triều rút. Độ lớn triều trung bình kỳ nƣớc cƣờng từ 1,2 đến 1,5 m và trong kỳ triều kém khoảng 0,5 m. Do ảnh hƣởng của thủy triều nên nƣớc sông Lam thƣờng bị nhiễm mặn về mùa khô, ảnh hƣởng đến tƣới tiêu nông nghiệp. Sông Lam là cơ sở cho việc phát triển vận tải đƣờng sông, công nghiệp đóng tàu, du lịch, nuôi trồng thuỷ sản và điều tiết nƣớc lũ vào mùa mƣa. Sông Lam cũng là tuyến đƣờng thuỷ rất thuận lợi cho việc chuyên chở hành hóa của cả 2 tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh.
Mặt khác, Sông Lam cũng là nơi tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt của các khu dân cƣ ven sông, nƣớc thải công nghiệp của các nhà máy, xí nghiệp ở thƣợng nguồn có thể làm ô nhiễm đất và nƣớc ở khu vực hạ lƣu. Sông Lam chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ của thuỷ triều và là hệ thống vừa cung cấp nƣớc ngọt lại vừa cung cấp nƣớc mặn cho NTTS. Modul dòng chảy của sông cao nhất vào tháng 9, 10 (có lƣợng mƣa lớn nhất) và thấp nhất vào tháng 4, dòng chảy mùa lũ (tháng 9, 10), tháng mùa cạn khi có lũ tiểu mãn lƣợng dòng chảy lại tăng lên khá nhiều. Nhìn chung dòng chảy sông ổn định nhất từ tháng 1 đến tháng 4, từ tháng 5 đến tháng 8 biến đổi ít, từ tháng 9 đến tháng 12 biến đổi rất mạnh. Sự biến động dòng chảy này sẽ tác động tới mức độ ảnh hƣởng của thuỷ triều đối với sông. Khi dòng chảy sông thấp nhất thì xâm nhập mặn do dòng triều là lớn nhất và khi dòng chảy sông lớn nhất thì ảnh hƣởng triều nhỏ nhất và độ mặn của nƣớc sông nói trên cũng nhỏ nhất.