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南阳地理坐标介于东经110°56′—113°187′，北纬32°197′—33°487′之间，东西长263千米，南北宽168千米，面积26567平方千米，位于河南省西南部，东邻信阳、驻马店地区，北依平顶山市、洛阳市、三门峡市，南与湖北省交界，西和陕西省接壤。全国地形的第二阶梯向第三阶梯的过渡地区，地处华北、西北、西南、中南四大经济协作区交界地带，是东西方、南北方经济发展的转折地带。 [1] 现辖邓州市、卧龙区、宛城区、南召县、内乡县、西峡县、淅川县、镇平县、新野县、方城县、社施具、唐河县、桐柏县。
气候处于北亚热带北缘，属亚热带季风型大陆性气候，又跨我国农业地理分界线秦岭—淮河一线南北，所以具有明显的北亚热带与暖温带过渡特征，兼有南北之长。特点是气候温和、雨量充沛、热量适中、四季分明。年平均气温14.5—15.9℃，最冷月份1月，平均气温0.3—2.3℃，最热月份7月，平均气温27.3—38.6℃，由西南向东北递减；年无霜期222—241天；年均日照1945—2100小时；年均降水量800—1200毫米。 [2] 因此，该地区水系发达，地下、地表水资源均十分丰富。全区多年平均地表水、地下水、过境水总量达100.27亿立方米，利于发展农田灌溉和水上运输事业。地下水大部分为重碳酸盐类淡水，中性酸碱度，矿化度低于每升0.25克，适合饮用和灌溉，且埋藏条件较为优越，中浅层水质一般符合农业灌溉及生活用水的要求。地表水分属长江、淮河、黄河三大水系。因此，南阳盆地分属长江、淮河、黄河三大流域。长江水系中数唐河、白河水系最大，丹江水系次之。流域面积约23740平方千米，约占盆地总面积的89.35%，涉及南阳市所辖的13个县市区。除了长江水系外，淮河水系为该区的第二大水系，流域面积约2805平方千米，约占盆地总面积的10.55%，主要分布于桐柏县，方城次之，南召极小。淮河，发源于桐柏县桐柏山主峰太白顶北麓，自西向东流入信阳地区，区内干流长83千米，流域面积1320平方千米。其支流有干江河、灃河、彭河等，发源于南阳盆地东北部方城、南召一带，向东流入平顶山市鲁山、叶县境内。黄河水系在该区面积最少，流域面积24平方千米，约占盆地总面积的0.1%，仅分布于南召县马市坪乡一带，属伊河上游支流。 [3]
南阳是一个古老的地名，它是对地质、地貌、方位等因素一个地理实体的命名。就字意而言，“南”是一个方位词汇，“阳”是一个地貌词汇。南阳之“南”字在夏代就有方位上的含义。黄河流域素有“中华民族摇篮”之称，黄河流域两岸建立的历代王朝和分封的诸侯国林立，古人概念中称“中国”。既有中国之“中”，必然就有东、西、南、北之“外”，南阳地理位置处于当时“中国”之南，故有南字之意。此外，我国处在北半球，故山之南坡、水之北岸是向着太阳。南阳这一广大地区既在伏牛山之南，又在汉水之北，当属“阳地”。《释名·释州国》中说：“南阳在中国之南，而居阳地，故以为名也。” [4]
南阳是在中生代的白垩纪形成的一个盆地，同时在其周围也出现了一些小盆地。由于古代陆地湖泊不断接受泥沙沉积，湖水下泄形成了大大小小的湖积平原，河流的下游也形成了一连串的河谷平川，这些湖积平原和河谷平川的上部形成了肥沃的积层土壤，为农业生产提供了良好的自然条件。 [5]
南阳位于黄河流域与长江流域、黄淮平原与陕甘高原之间。南阳“地势，则武关阙其西，桐柏揭其东。流沧浪而为隍，廓方城而为墉”。南阳基本属于南阳盆地地形区，是一个相对独立的地貌单元。北、西及东三面环中、低山丘陵，中部和南部为开阔平原，地势西北高而东南低，以河流为骨架构成了向南开的“南阳盆地”。盆地南有新野缺口与湖北襄阳盆地相连，史称“南襄盆地”或“南襄隘道”，南襄隘道是我国古代南北的交通要道，在《史记》中，也曾经记述南阳：“西通武关 [6] 、郧关，东南受汉、江、淮。宛亦都会也。”这一优越的地理位置显然受到司马迁的重视。《汉书·地理志》也写道：“宛，西通武关，东受江、淮，一都之会也。”可见，南阳的繁荣，以其优越的交通地理因素为重要条件。此处除了可以控制武关道交通因素以外，所谓“东南受汉、江、淮”，“东受江、淮”，这些记述均说明了南阳在与东方和东南方之间的交通关系，是十分需要引起重视的。《史记·食货志》：“秦、夏、梁、鲁好农而重民，三河、宛、陈依然，加以商贾。”《汉书· 地理志下》亦有曰：“南阳好商贾。”这两部史书的记载，无不说明南阳的交通便利带来的经济优势。南阳这一特殊的交通地理条件在两汉时期尤为突出，至东汉时期，随着其政治地位的上升，南阳地理位置更加非同凡响。
南阳东北隅有方城缺口与华北平原相通。盆地北部为雄伟高峻的伏牛山，伏牛山脉是长江与黄河两大水系的分水岭，也是暖温带与北亚热带的自然分界线，由西向东逐渐降低，东延断陷处有著名的豁口走廊南阳隘道，为古今南北交通的孔道。东部及东南部为蜿蜒起伏的桐柏山，是长江与淮河两大水系的分水岭，西部为岩溶地貌比较发达的霄山。区内中山、低山、丘陵、陇岗、平原逐级分布。地势具有明显的环状和梯级状结构特征。最高峰是西峡境内的鸡角尖，海拔2212.5米，最低点位于新野县南，海拔77.3米，高差2135.2米。盆地轮廓略成一椭圆形，它是在地质历史上四周山地隆起，南阳一带下陷，又经唐白河侵蚀和冲积而形成的。 [7]
两汉时期，南阳盆地的对外交通十分发达，主要有五条要道，而这些要道呈放射状向周边分布，将南阳盆地与全国几个重要的大型城市紧密联系起来，从而使其成为华夏腹地沟通东西连接南北的交通枢纽。
向西是武关道：武关道位于今陕西丹凤县东南的武关而得名，从南阳盆地中心的宛县（古申县，今南阳市区）出发，向西经析县（今西峡县）过武关，历商县（今丹凤）、上雒（今商县）、蓝田（今蓝田县西）抵达关中地区。 [8]
向东有东南道：从宛县出发，东南过平氏（今桐柏县平氏镇）循桐柏山北麓淮河一线东行，经复阳（今桐柏县城西）出南阳盆地，可达淮河中上游及江淮地区，折而向南还可抵达豫章郡（今江西省一带）等长江以南地区。 [9]
东北是方城道：从宛县出发，东北经博望（今方城县博望镇）、堵阳（今方城县城东）出方城隘口至叶县（今叶县旧县镇）经汝河、颖河中上游，可达黄河中下游及其以北等广大地区。 [10]
正北有宛洛道：又称“三鸦路”，从宛县沿淯水（今白河）北上，经西鄂（今卧龙区石桥镇）雉县（今南召县云阳镇），历鲁阳（古鲁县，今鲁山县）可达洛阳及河东地区。 [11]