孝义位于山西省腹地偏西，吕梁山脉中段东麓，太原盆地西南隅。北与汾阳市毗邻，西北与中阳县相依，西与交口县接壤，南与灵石县相连，东南与介休市隔汾河相望。

孝义市属于温带季风气候区，冬寒夏暑，四季分明。全市下辖5个街道、7个镇和5个乡，市境总面积945、8平方千米，总人口49、02万。城镇化率62、0%，居山西省各县市第二位。