垣曲县位于山西省南部，运城市东北隅，地处中条山腹地、黄河岸畔。东北与阳城、沁水两县毗连；北和翼城、绛县接壤；西与闻喜交界；西南连接夏县；东邻河南省的济源市；南与河南省三门峡市的渑池县、洛阳市的新安县隔河相望。极点东西直接距离65公里，南北48公里，国土总面积1620平方公里。县治位于县境西北的新城镇，距运城市100公里，省城太原380公里，首都北京900公里。

商、周为“亘方”，属侯国，春秋为赤狄东山皋落氏地，属晋国。战国属魏，曰王垣。秦置垣县，隶河东郡，西汉因之，东汉、三国、西晋均称东垣，属河东郡。北魏皇兴四年（470），改为白水县，属邵上郡。孝昌年间（525—527）撤邵上郡，于阳壶建邵郡，白水县分设为白水、青廉二县。西魏大统三年（537），改邵郡为邵州，改白水县为亳城县，与青廉县同属邵州。北周另置蒲原县。隋大业初，废邵州，亳城、青廉和蒲原合为垣县，属绛郡。义宁元年（617），在今古城镇置邵原郡，垣县分设为垣县、青廉、亳城三县属之。唐武德元年（618），属邵州。武德五年（622），省亳城入垣县。贞观元年（627），撤青廉入垣县。龙朔二年（662），改属洛州。乾封二年（667），还属绛州。天授二年（691），又属洛州。长安二年（702），还属绛州。贞元三年（787），改属陕州。元和三年（808），复属绛州。五代称垣县，属绛州。北宋年间，取“周围皆山，如垣之曲”之意，改名垣曲县，仍属绛州。金兴定四年（1220），属翼州。元复属绛州。至元三年（1266），撤垣曲并入绛县。至元十六年（1279）复置。明隶平阳府。清雍正二年（1724），属解州。雍正七年（1729），改属绛州。民国3年（1914），属河东道，后废道直属于省。民国26年（1937），属山西省第七行政公署。中华人民共和国成立后，1950年属运城专区，1954年属晋南专区，1972年属运城地区。2000年底，运城地区撤地设市，垣曲县属运城市。

垣曲县位于华北大陆板块南部，鄂尔多斯地块与河淮地块接触带南端，中条断拱东北端东侧。境内北部高峻，南部低缓，西、北、东三面环山，南临黄河，中部为垣曲山间盆地，呈北宽南窄的葫芦形展布。海拔一般在600—800米之间。最高海拔2358米（舜王坪），为晋南最高峰；最低海拔176.7米（马蹄窝），为山西省最低点。全境山区面积1170.80平方公里，占总面积72.24%；黄土台原区、丘陵404.7平方公里，占总面积25%；洪积、冲积平原区39平方公里，占总面积2.4%。

垣曲县独特的地理位置,良好的气候环境,使各种野生动植物相宜生长,植被种类丰富,享有“山西天然植物基因库”之称。经考察共有植物标本122科451属782种。历山国家级自然保护区为黄河中游地区唯一的斑块状落实阔叶原始森林，植被覆盖率85%，呈复层林状。环境闭塞，生态平衡，植被群落稳定，形成过渡性、特殊的暖温带森林植被类型。

垣曲县山地草原、森林面积约为人口居住面积的5—6倍。植被随海拔升降，形成5种主要植被类型。亚高山草甸——山地温性针叶常绿林——暖温性夏绿阔叶林——灌木草原农垦带——河漫滩植被。

气候：垣曲县属暖温带半干旱、半湿润大陆性气候，四季分明，春季干旱多风，夏季雨量集中，冬季少雪干燥。境内地势落差较大，小气候差异明显。全年平均日照2062.2小时，全县境内大部分地区光照有效辐射在48—58千卡/平方厘米之间。全县年均气温13.5℃，年积温4900℃，年均无霜期236天，与全省相比，垣曲是热量资源较充足地域之一，昼夜温差大，无霜期长，适宜各种农作物生长。全县年均降水85天左右，降水量548.1毫米。冬、春季降水较少，夏、秋季较多，降水一般集中在5—9月份，强度大，时间长，易形成洪涝灾害。垣曲地处东南亚季风区域，6—8月盛行东南风，12月至次年2月多为西北风。

水文：垣曲县多年平均水资源量25369.9万立米/年，是山西省水资源较丰富的地区。地表水资源为24100万立方米/年，地下水资源为11252.5万立方米/年。垣曲县地形复杂，山高谷深，降雨充沛，河溪众多，大小河流30余条，均属黄河水系，多为常流河。黄河自夏县瓮口入境，流经本县南缘46公里，向东至马湾注入河南省。境内属黄河水系的河流有亳清河、允西河、西阳河、板涧河、五福涧河等，均自北向南注入黄河。