汉川地处江汉平原北东边缘，位于湖北省中部，汉江下游。东邻武汉市东西湖区、蔡甸区，西连天门市、南邻仙桃市，北与应城市、云梦县、孝感市接壤。

汉川属亚热带季风性气候，雨量充沛，气候温和，四季分明。地势平坦且较低洼，由西北向东南平缓倾斜，属平原湖区。由于汉江横贯全境，历经洪水漫流冲刷，形成汉江沿岸略高，中部低平，东南部有起伏的山丘，西北部边缘有湖滨隆起的岗地。