El municipio de Dolores Hidalgo está ubicado entre las coordenadas 100° 138.9´ y 101° 11.3´ de longitud oeste y 21° 21.3´ y 20° 50´de latitud norte, y la altura promedio sobre el nivel del mar es de 1980mts. El municipio limita al norte con San Diego de la Unión, al oriente con San Luis de la Paz y Allende; al sur Con Guanajuato y al oeste con el municipio de San Felipe; su extensión territorial es de 1590 kilómetros cuadrados, lo que representa un 5% de su superficie estatal.

Las corrientes hidrológicas más importantes son el río Laja, cruza de noroeste a suroeste por este municipio, u el río Batán o de Trancas, afluente del primero.

El clima del municipio alcanza una temperatura máxima de 36.5°C en el verano y una mínima de 3.8°C en el invierno, siendo la temperatura media anual de 17.4°C. Este clima se clasifica como semiárido o semicálido, con temperatura tipo Ganges.