行唐县位于河北省西南部，太行山东麓浅山丘陵区与华北平原的交接地带。地处北纬38°20′34″—38°42′39″，东经114°09′56″—114°41′52″，呈西北东南向不规则的长方形状，长53千米，宽26千米，面积966平方千米。东隔沙河与保定市曲阳县相望，南与正定县、新乐市毗邻，西与灵寿县交界，北与保定市阜平县接壤。

行唐县处于暖温带半湿润季风性气候区。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季昼暖夜凉，冬季寒冷少雪。四季分明，旱灾频繁。2025年平均气温14.5℃，与上年持平，较历年平均气温偏高1.5℃。全年降水量798.2毫米，比上年偏多270.5毫米，较历年平均降水量偏多309.3毫米。

春季（3—5月），冷热变化无常，1991—2020年，风次占全年风次的21.2%，多为西北风。风雪稀少，降水量平均值为71.3毫米。

夏季（6—8月），气温急剧增高，6、7、8月分别平均为25.3℃、26.9℃、25.2℃（1991—2020年）。偏东南风较多。降水量占全年的64%。主要灾害为暴雨、雷暴大风、冰雹、干热风，1991—2020年30年中暴雨44次、冰雹12次，14年有干热风，4年有大旱。

秋季（9—11月），气温变化较快，降水量占全年的20%，主要灾害为低温、阴雨霜冻，1991—2020年30年中，低温连阴雨出现14次。

冬季（12月至次年2月），干寒少雪，常受来自西伯利亚的寒潮大风侵袭。12月至次年2月平均气温分别为-1.2℃、-3.0℃、0.8℃。极端最低值分别为-20.4℃（1993年1月16日）、-19.4℃（2001年1月15日）。降水量仅占全年的2%。

行唐县属海河流域大清河水系。东靠沙河，西界磁河，境内有郜河、曲河，还有流域面积大于50平方公里的3条河（沟），即江河、库沟、庙岭沟。

郜河：属沙河支流，为境内最大的河流。源于县境西北部的西平峰山、鳌鱼山一带，向东南流经县城东折到北高里村东南汇入沙河，途经九口子乡、口头镇、上方镇、城寨乡、上碑镇、市同乡、龙州镇、只里乡、独羊岗乡9个乡镇、71个村。全长69.4千米，河床宽50—350米，流域面积505平方公里。上游建有口头水库。水库以上27.6千米，有3条较大支流，河道坡度大，河床窄，岩石裸露，水流湍急；水库以下38.8千米，有江河等4条支流汇入，河床较宽，多沙滩漫道。结冰期为12月至次年2月，属季节性河。汛期洪水很大。民国28年（1939年）洪水流量高达1865立方米/秒。

沙河：古称派河，为季节性河流，发源于山西省繁峙县东北的孤山脚下。

曲河：曾名海子河。源于行唐北部芦家庄、普塔石一带。

磁河：原名磁水，为行唐、灵寿、正定三县界河。