Hương Vĩnh là xã biên giới nằm ở vùng Tây nam của huyện Hương Khê, cách trung tâm huyện 7km, có vị trí địa lý như sau:
- Phía Đông giáp với xã Hương Xuân – dài 8787m
- Phía Tây giáp đường biến giới với nước CHND Lào – dài 5200m - Phía Nam giáp với xã Hương Lâm – dài 12700m
- Phía Bắc giáp với xã Phú Gia – dài 16471m
Hương Vĩnh là xã đồi núi có trên 80% đất đồi núi phần diện tích này chủ yếu phân bổ ở phía Tây Nam. Địa hình của xã bị chia cắt thành 2 vùng rõ rệt vùng núi và đồng bằng, địa hình dốc từ Tây Nam xuống Đông Bắc. Khu vực phía Đông là vùng đất tương đối bằng phẳng phần diện tích này là nơi bố trí khu trung tâm hành chính, các cụm vùng dân cư và đất canh tác, vùng này có cao độ giao động từ + 19 m đến + 22 m so với mặt nước biển.
Về đất đai, thì theo tài liệu về nông hóa thổ nhưỡng của tỉnh Hà Tĩnh năm 1976 và các cuộc điều tra bổ sung của huyện Hương Khê thì đất đai ở xã được chia ra 2 nhóm chính sau:
• Nhóm đất đồi núi: Fe: đất feralit xói mòn mạnh trơ sỏi đá, tập trung chủ yếu ở vùng đồi núi, loại đất này chiếm khoảng 60% diện tích đất tự nhiên của xã.
• Nhóm đất đồi núi và thung lũng:
Đất dốc tụ ven đồi núi không bạc màu, đào sâu 30cm chưa có tầng cứng rắn. Loại đất này tập trung chủ yếu vùng giữa xã, chiếm khoảng 20% diện tích đất tự nhiên của xã.
Đất feralit vàng đỏ phát triển trên đá phiến thạch sét và biến chất dưới đồng cỏ. Loại đất này chiếm khoảng 10% diện tích đất tự nhiên.
Đất phù sa cũ có sản phẩm feralit, loại đất này chiếm khoảng 10% diện tích đất tự nhiên của xã.
3.1.1.2 Điền kiện thời tiết khí hậu, thủy văn
Hương Vĩnh là xã thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mang khí hậu đặc trưng vùng Bắc Trung Bộ có đặc điểm chung là: nhiệt đới gió mùa nóng ẩm và mưa nhiều. Đặc thù về địa hình nằm trong vùng chịu nhiều chuyển biến về thời tiết, biên độ nhiệt chênh lệch giữa các mùa khá lớn nên khí hậu phân hóa mạnh làm ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả sản xuất nông nghiệp. Sự chênh lệch về nhiệt độ giữa các mùa rất lớn, nhiệt độ tháng cao nhất là 41oC và tháng thấp nhât là 5oC. Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 24oC, lượng mưa trung bình năm 1500m, năm lớn nhất là 2000m, số ngày mưa trung bình năm 165 ngày, lượng mưa lớn nhất trung bình 519mm. Lượng nước bốc hơi bình quân năm 1061,1mm, độ ẩm không khí bình quân 86%/năm. Gió mùa Bông bắc thổi từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau, thường có gió bão và kèm theo mưa lớn gây ngập lụt, gây rét đậm rét hại. Gió mùa Tây Nam (gió lào) hoạt động mạnh từ tháng 4 đến tháng 8, mùa này lượng mưa trên địa bàn rất ít nên gây khô nóng vào mùa hè, khí hậu khắc nhiệt, gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và sản xuất của bà con nông dân.
b. Thủy văn
Hệ thống sông suối, hồ đập: Nguồn nước phục vụ cho sản xuất được lấy từ Sông Tiêm và từ các Đập Nhà Vân, đập Nhà Quan, đập Tuần, đập Nhà Thấn, đập Miệu, đập Trai, nhưng trữ lượng nhỏ, lưu lượng dòng chảy khá lớn ảnh hưởng đến phục vụ sản xuất nông nghiệp, đặc biệt vào mùa khô. Nguồn nước ngầm của xã Hương Vĩnh khá dồi dào, mực nước ngầm thay đổi phụ thuộc vào địa hình và lượng mưa trong năm. Trung bình độ sâu từ 3m đến 9m. Đây cũng là nguồn nước chính phục vụ cho sinh hoạt của nhân dân trong xã thông qua hệ thống giếng khơi và giếng bơm.