娄星区位于湖南省中部，东径 111 ° 56 ′－ 112 ° 03 ′，北纬 27 ° 41 ′至 27 ° 47 ′之间；东接湘乡，南抵双峰，西靠涟源，北毗宁乡；东西宽 23.9 公里，南北长 14.2 公里；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。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，平缓向东倾斜的马蹄形地貌，平均海拔 185 米 。地质属湘中新华夏构造体系。
 　娄星区古属荆州地域，战国时期属楚，秦代属湘南县，西汉高祖五年（公元前 202 年）属连道，南朝宋永初三年（公元 422 年）属湘乡县，隋开皇九年（公元 589 年）属衡山县，唐武德 100 年（公元 622 年）复属湘乡县，直至民国时期隶属不变。 1951 年 8 月属新置蓝田县（后更名涟源县）， 1960 年 1 月成立娄底市，属邵阳专署。 1962 年 10 月撤市复属涟源县。 1980 年 7 月恢复娄底市，属娄底地区。 1999 年 7 月撤市建区，是地级娄底市唯一的中心城区。
 　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 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。
 　气候温和，属中亚热带季风湿润气候区，雨量充沛，四季分明。年内最高气温 41.2 ℃ ，最低－ 1.6 ℃ ；年降水量 1814.5 毫米，雨水集中在 3 － 7 月， 9 － 12 月雨量较少；全年主导风向为东北向，属中雷区。
 　娄星区是湖南省的能源、原材料、冶金基地。已探明矿产 20 余种，煤、锰、铁、大理石储量巨大，其中煤储量达 11 亿多吨。水、电、石油、天然气资源充足。农特产品丰富，茶叶、辣椒久负盛名。
 　境内山水风光秀丽，人文景观独特。有烟波浩渺的湖南水上训练基地水府庙训练中心，有幽静雅致的省级森林公园洪家山休闲疗养圣地，有怪石横陈如迷宫的圣仙洞，有曾国藩亲笔题写巨匾的“天籁岩”风景区。
 　娄星区是南北通达、东西连贯的南方重要交通枢纽之一。洛湛铁路和湘黔铁路呈十字交汇。另有娄邵铁路及娄插、娄斗、西恩三条铁路专线。上瑞高速公路、娄湘公路、娄涟高等级公路、 1810 省道、 1847 省道贯穿全境。太澳高速公路也将从这里经过。市区距长沙黄花国际机场仅 70 分钟车程。市政设施日臻完善。街道、广场的绿化、美化、亮化跃上新水平；有日供水能力 40 万吨的一、二自来水厂，管道煤气普及率达到 93.6 ％；拥有 38 座变电站，其中 50 万伏变电站 1 座， 22 万伏变电站 4 座。