Secara geografis, kota Padang Sidempuan secara keseluruhan dikelilingi oleh Kabupaten Tapanuli Selatan yang dulunya merupakan kabupaten induknya. Kota ini merupakan persimpangan jalur darat untuk menuju kota Medan, Sibolga, dan Padang (Sumatera barat) di jalur lintas barat Sumatera.
Topografi wilayahnya yang berupa lembah yang dikelilingi oleh bukit barisan, sehingga kalau dilihat dari jauh, wilayah kota Padang Sidempuan tak ubahnya seperti cekungan yang meyerupai danau. Puncak tertinggi dari bukit dan gunung yang mengelilingi kota ini adalah Gunung Lubuk Raya dan Bukit (Tor) Sanggarudang yang terletak berdampingan disebelah utara kota. Salah satu puncak Bukit yang terkenal di kota padang Sidempuan yaitu Bukit (Tor) Simarsayang. Juga terdapat banyak sungai yang melintasi kota ini, antara lain sungai Batang Ayumi dan Aek Sibontar.
Topografi wilayahnya yang berupa lembah yang dikelilingi oleh bukit barisan, sehingga kalau dilihat dari jauh, wilayah kota Padang Sidempuan tak ubahnya seperti cekungan yang meyerupai danau. Puncak tertinggi dari bukit dan gunung yang mengelilingi kota ini adalah Gunung Lubuk Raya dan Bukit (Tor) Sanggarudang yang terletak berdampingan disebelah utara kota. Salah satu puncak Bukit yang terkenal di kota padang Sidempuan yaitu Bukit (Tor) Simarsayang. Juga terdapat banyak sungai yang melintasi kota ini, antara lain sungai Batang Ayumi dan Aek Sibontar.