Huyện Châu Thành là huyện vùng ven của tỉnh Trà Vinh, nằm bao quanh thành phố Trà vinh, có diện tích tự nhiên là 33.485ha, chiếm 15,67% diện tích đất của tỉnh và là huyện có diện tích lớn thứ 3 trong tỉnh.
+ Phía Bắc giáp thành phố Trà Vinh.
+ Phía Đông Bắc giáp huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre.
+ Phía Đông giáp huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre.
+ Phía Đông Nam giáp huyện Cầu Ngang.
+ Phía Nam giáp với huyện Trà Cú.
+ Phía Tây giáp huyện Tiểu Cần.
+ Phía Tây Bắc giáp huyện Càng Long.
Trung tâm huyện lỵ là thị trấn Châu Thành cách thành phố Trà Vinh 7km về phía Bắc dọc theo Quốc lộ 54. Lợi thế của Châu Thành là nằm tiếp giáp với thành phố Trà Vinh, có các tuyến giao thông đường bộ và đường thủy quan trọng chạy qua, tạo thành mạng lưới khép kín giúp cho việc giao lưu kinh tế, văn hóa - xã hội với các vùng lân cận rất thuận lợi.
Toàn huyện có 13 xã và 1 thị trấn; gồm các xã: Đa Lộc, Thanh Mỹ, Mỹ Chánh, Lương Hòa, Lương Hoà A, Nguyệt Hóa, Song Lộc, Hưng Mỹ, Phước Hảo, Hòa Thuận, Hòa Lợi, Long Hòa, Hòa Minh và thị trấn Châu Thành.
Châu Thành có địa hình đặc thù, đó là địa hình đồng bằng ven biển với những giồng cát chạy dài. Nhìn chung, địa hình tương đối thấp và bằng phẳng. Độ cao trung bình phổ biến từ 0,4 – 1,2m (chiếm khoảng 87% diện tích toàn huyện). Nơi có địa hình cao nhất (+5 m) là các đỉnh giồng thuộc Đa Lộc - Mỹ Chánh. Nơi có địa hình trũng (+ 0,2 m) thuộc các cánh đồng ở xã Thanh Mỹ và rãi rác ở các xã Phước Hảo, Lương Hòa, Lương Hòa A, Song Lộc, Hòa Thuận. Do sự phân cách giữa các giồng cát và hệ thống sông rạch đã tạo nên địa hình của huyện khá phức tạp và có đặc tính riêng của từng vùng.
Huyện Châu Thành nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ven biển, có 2 mùa mưa, nắng rõ rệt trong năm. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
Nhiệt độ tương đối cao và ổn định, trung bình từ 25 – 28 độ C, nhiệt độ cao nhất 35,8 độ C vào tháng 4 – 5 dl và thấp nhất là 18,7 độ C vào tháng 1 – 2 dl.
Tổng lượng mưa/năm đạt khoảng 1.400-1.500mm tập trung chủ yếu vào mùa mưa (tháng 7,8,9 đạt 300mm/tháng).
Thời gian mưa và lượng mưa có xu hướng giảm dần về phía Nam.
Nhìn chung, điều kiện khí hậu của huyện Châu Thành với đặc điểm nhiệt đới gió mùa, rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, do lượng mưa tập trung theo mùa nên thường xảy ra ngập úng cục bộ đối với một số vùng có địa hình thấp, trũng.
Mạng lưới sông rạch:
+ Sông Cổ Chiên: là một trong 3 nhánh sông Tiền, rẽ nhánh từ khu vực thành phố Vĩnh Long chảy theo hướng Tây – Bắc, Đông – Nam. Đoạn sông Cổ Chiên đi qua huyện Châu Thành dài khoảng 30 km và được rẽ thành hai nhánh bởi cù lao Long Hoà – Hoà Minh đổ ra biển Đông qua cửa Cung Hầu. Sông rộng trung bình 1,8 – 2,1km và rất sâu, chịu ảnh hưởng của thủy triều nên khả năng tích nước và thoát nước lớn, lưu lượng bình quân 12.000 – 19000 m3/s, hàm lượng phù sa từ 100 – 500g/m3.
+ Sông Láng Thé - Ba Si: được bắt nguồn từ sông Cổ Chiên chạy theo ranh giới hai huyện Càng Long và Châu Thành, chia làm hai nhánh có chiều dài 16,3km, ảnh hưởng chủ yếu đến đất đai các xã phía Bắc của huyện.
+ Sông Song Lộc có tổng chiều dài 14 km, được hình thành từ nhánh rẽ của sông Ba Si chảy qua địa bàn các xã Song Lộc, Lương Hòa đến kinh Thống Nhất tại xã Thanh Mỹ.
+ Sông Bãi Vàng – Vĩnh Kim bắt đầu từ ranh giới giữa hai huyện Châu Thành và Cầu Ngang chạy theo hướng Đông – Nam dài khoảng 8km.
+ Sông Giồng Lức (sông Trà Vinh): chạy dọc Quốc lộ 54 theo hướng Bắc – Nam dài 11 km.
+ Kênh Thống Nhất: là đoạn tiếp nối của sông Giồng Lức thông với sông Hậu qua các huyện Tiểu Cần và Trà Cú. Đoạn nằm trên địa bàn Châu Thành dài khoảng 8 km.
Toàn huyện có 355 km kênh mương thủy lợi chính, gồm 80 km kênh cấp I và 275 km kênh cấp II, bình quân 1 ha đất canh tác có 12,62 m kênh mương thủy lợi .
Do nằm ven sông Cổ Chiên và có cù lao Hoà Minh – Long Hòa chạy dài ra sát cửa Cung Hầu nên huyện Châu Thành chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều của biển Đông, thông qua đoạn sông Cổ Chiên vào các hệ thống sông rạch lớn như: Láng Thé – Ba Si – Ô Chát, sông Trà Vinh – kinh Thống Nhất hệ Tầm Phương, sông Bãi Vàng – Vinh Kim. Ngoài ra, do yêu cầu tiếp ngọt với hai cống ngăn mặn Đa Lộc, Hiệp Hòa vào mùa khô, nguồn nước từ Cầu Quan (sông Hậu) được đưa sang kinh Thống Nhất vào Trà Vinh. Trong ngày nước lên xuống hai lần, mỗi tháng có 2 lần triều cường sau ngày 1 và ngày 15 âl và 2 lần triều kèm sau ngày 7 và 23 âl (từ 2 đến 3 ngày), biên độ triều hàng ngày rất lớn, nhất là các khu vực gần cửa sông.
Biên độ tắt dần khi vào nội đồng, đặc biệt vào mùa triều cường (tháng 10,12 dương lịch) đối với vùng kinh Thống Nhất qua ngọn Ô Chát chịu ảnh hưởng chung của sông Cổ Chiên và sông Hậu, biên độ triều hàng ngày nhỏ và hầu như không đáng kể vào thời kỳ triều cường nhất trong năm. Một số vùng thấp (Thanh Mỹ – Đa Lộc) có thời gian nước trên đồng không rút được, dù độ ngập không lớn.
Vào mùa khô, triều cường và gió chướng đã đưa nước mặn xâm nhập vào nội đồng, độ mặn trung bình thay đổi từ 2,24‰ -9,96‰ từ cuối tháng 1 đến tháng 6, tuy nhiên tháng tư có độ mặn cao nhất trên 18‰ (Hưng Mỹ). Các cửa sông gần biển thì độ mặn càng cao. Do dự trữ nước nội đồng và nguồn bổ sung từ trên xuống, từ sông Hậu sang nên độ mặn giảm dần khi vào nội đồng.