鹤庆县位于云南省西北部，滇西横断山脉南端、云岭山脉以东，大理白族自治州北端，地跨东经100°01′—100°29′、北纬25°57′—26°42′。东有金沙江与永胜县分津，南与宾川县接界，西与剑川、洱源两县接壤，北与丽江市毗连。国土面积2395平方千米，其中山区、半山区和峡谷区面积占89.7％。县城云鹤镇居鹤庆坝中偏西，距省会昆明市476千米，距州府大理市136千米，距丽江市39千米、丽江机场12千米（丽江机场就在鹤庆县境内）。
县境内峰峦起伏、山体连绵，形成有山地、丘陵、小盆地、河谷等多种地貌。地势西北高、东南低，南北两端有两个狭长的小盆地：南端的黄坪坝，属低热河谷区，海拔1300米至1700米；北端的鹤庆坝，属中暖地区，海拔2000米至2300米。马耳山脉矗立于县境西南部，主峰海拔3925米，山体莽莽苍苍，连绵起伏；石宝山脉横枕鹤庆坝东部，主峰海拔3628米；县境南部是鸡足山脉延伸的四角山、云华山等。全县最低海拔点位于金沙江边的朵美乡洛崀村，海拔为1162米，与境内马耳山主峰海拔的高差为2763米。县内水系主要为金沙江、漾弓江、落漏河、河川河等。金沙江流经县境的河段位于本县东部边缘，大部分为鹤庆县与永胜县的共同县界，自丽江由北向南进入鹤庆，经大箐、金河、江东、中江、禾米、箐北、朵美、洛崀等村，由东南进入永胜县境。金沙江河道较深，水位落差大，水能资源丰富。漾弓江由北至南流经本县境，转东南注入金沙江，是金沙江的主要水源之一。县境内地下水资源较丰富，曾形成上百个泉潭（又名龙潭），使鹤庆自古有“泉潭之乡”的美称。鹤庆坝内西山脚一线有众多龙潭，构成川流不息的水源，形成以母屯村草海为中心，水域宽阔的天然草海湿地，使鹤庆成为有名的“鱼米之乡”。
