娄星区属洞庭湖平原向南岭山地过渡的丘岗地带，北部峰峦叠嶂，西、中部岗地密布，南部丘陵起伏，东部平地宽阔，为北、西、南面较高，向东开口的地势，平均海拔185米，平地与丘岗地占三分之二；地质属湘中新华夏构造体系。 区内有大小河流 52条，涟水为湘江一级支流，孙水和碧水分属湘江二级支流。有与湘乡、双峰共管，库容为3.7亿立方米的大型水库——水府庙水库，省重点中型水利工程双江水库正在建设。 孙水 孙水河是湘江的二级支流，是娄底城区的主要饮用水源，也是娄底市一水厂取水的水源。在万宝镇流经10多个村，长达8km。 娄星区是湖南省能源原材料基地。矿产资源丰富，遍地是宝，现已探明发现的铁、铜、锰、矾等矿种达12种。矿产地达到38处。现已探明的锰矿230万吨，矾矿带7公里。娄星更有“百里煤海”之称，现已探明煤储量11亿吨，远景储量30亿吨以上。陶瓷粘土、耐火粘土、水泥粘土、石灰岩、白云石、磷矿及硅石遍布全区。土地面积426平方公里，耕地面积11.65千公顷，其中水田7.59千公顷，旱地4.05千公顷。