旺苍地处四川盆地北缘，米仓山南麓，东临巴中市南江县，南接广元市苍溪县，西连广元市元坝区，北界陕西省宁强、南郑县。县域东西宽约74公里，南北长约80公里，幅员2976平方公里。

旺苍地貌复杂。相对海拔380-2281米，县城海拔458米。境内山、丘、坝兼有，地势北高南缓，腹部低平，形成一条东西走向的槽谷地带且横贯全境；北部鼓城山、光头山、云雾山、汉王山、老君山、欧家坪等群峰雄踞，构成米仓山西段主体；南部崇山突兀，壑谷纵横；腹部丘坝相间，溪河交错。

旺苍气候温和。县境内属亚热带湿润季风气候，垂直气候明显，气温年差大，月差小，四季分明，年均气温16.2℃，年均日照1352.52小时，年均雨量1142毫米，年均无霜期266天。
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