Hương Hoá là xã miền núi, nằm về phía Tây bắc huyện Tuyên Hóa, cách thị trán đồng lê 27 km, có diện tích tự nhiên 10.506,42 hacó vị trí địa lý như sau:

 Phía bắc giáp xã Hương Liên, xã Hương Trạch, Huyện Hương Khê, Tỉnh Hà Tĩnh

Phía Nam và Tây nam giáp xã Kim Hóa, xã Thanh Hóa, xã Thanh Thạch huyện Tuyên Hóa, Tỉnh Quảng Bình.

Là xã giáp ranh giữa hai tỉnh (Hà Tĩnh - Quảng Bình) nên thống nhất đặt tên Hương Hóa thể hiện sự hòa quyện giữa Quảng Bình và Hà Tĩnh.

Là xã có chiều dài tương đối lớn song lại hẹp về bề ngang, là xã có nhiều ga tầu nhất so với cả nước (có 3 ga tàu) 

Đứng trên đỉnh núi cây Dẻ dãy núi Trường Sơn nhìn bao quát ta thấy toàn xã như một con rồng đang uốn lượn. Đầu rồng gối lên đỉnh đồi Khe Nét, thân rồng là hai dòng suối ngàn sâu và rào bội uốn lượn chảy dọc xã, đuôi rồng công lên bởi lèn đá vôi (lèn đá đen). Hai bên xã là hai dãy núi Trường sơn tạo nên dáng nguy nghiêm hùng vĩ.

Bởi vị trí địa lý của xã nên diện tích đất tự nhiên và đồi núi trộc chiếm phần lớn, chỉ còn lại đất sản xuất nông nghiệp xấp xỉ 400 ha.

Xã bị chia cắt do địa hình phức tạp lồi lòm bởi các núi đá vôi và sông ngòi. Vì vậy dân cư không phân bổ được tập trung mà trải dọc hai bên chân dãy núi Trường sơn, mật độ dân thưa thớt không đồng đều và tập trung ở 3 thôn (Thôn Đức, Thôn Tân Hương,  Thôn Tân ấp), thôn còn lại (Tân sơn) mật độ dân có thưa hơn bởi đồi núi, khen suối chia cắt.

Nguồn tài nguyên khoáng sản tương đối phong phú. Rừng có nhiều gỗ quý như Lim, Gõ, Dối, Vàng tâm, Sến… với trử lượng còn tương đối dồi  dào. Trong rừng, các loại động vật quần cư phát triển phong phú như Công, Gà dạng, Gà lôi, Chim trĩ, Chồn các loại, Ton, Sao la, Bò tót, Hổ, Gấu, Voi...Nhiều người dân đi rừng vẫn thường bắt gặp các loài thú trên, đặc biệt có lúc còn gặp cả đàn voi rừng với số lượng tương đối lớn.

Sự phức tạp của địa  hình miền núi  rẽo cao có ảnh hưởng đến khí hậu nơi đây. Nhìn chung khí hậu Hương hoá mang đặc trưng của vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và có phần khắc nghiệt, có phân bốn mùa Xuân - Hạ -Thu - Đông đậm nét. Mùa hè nắng gay gắt, gió Tây nam thổi về gọi là gió lào làm đất đai khô cằn cây cối xơ xác. Mùa đông rét thấu da, thấu thịt, hạn hán, mưa bão, lũ lụt thường xuyên gây mất mùa ảnh hưởng đến đời sống của nhân dân.

Tuy nhiên do địa bàn có rừng và núi đá vôi chạy dọc xã nên buổi sáng giữa mùa hè sương mù trải dài như một thảm lụa trắng gây cảm giác mát mẻ cho con người, hay tối đến hơi nước bốc lên từ các hang động núi đá vôi cho ta cảm giác se lạnh.

Ngàn Sâu và Rào Bội là hai con sông bắt nguồn từ hai dãy núi Đông và Tây gặp nhau tại điểm giáp ranh với xã Hương Trạch gọi là hói rò. Đây là nguồn Thuỷ lợi vô cùng quý giá, là nguồn nước sinh hoạt tưới tiêu trong những năm qua và nay là nguồn Thuỷ điện cung cấp điện góp phần sự thiếu hụt của ngành điện nước nhà. Đập Dăm vọng được Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn đầu tư năm 2006, đập được xây dựng với tổng số vốn xây lắp 7,6 tỷ đồng. Đây là công trình đập tràn ống dẫn nước và hệ thống mương máng thủy lợi quan trọng phục vụ nước tưới tiêu cho trên 30 ha lúa, phục vụ nước sinh hoạt, chăn nuôi cho 2 thôn (Thôn Tân Đức) từ hiệu quả công trình nên đời sống nhân dân ngày càng khấm khá.

Từ điểm thi công đập thuỷ điện đi ngược thượng nguồn, cảnh sắc thiên nhiên đẹp đến kỳ lạ. Hai bên bờ sông là hai dãy đá sắp đều thẳng tắp gọi là đá ghềnh. Mộc xen với dãy đá ghềnh là loại hoa thân mộc, tán rộng, hoa nở thành  chùm dân địa phương gọi là hoa đá. Song đây là loại hoa quý có sự thuần khiết mang vẻ đẹp kiều diễm, cao sang có tên gọi cũng thật là đẹp “Hoa đỗ quyên”. Về mùa xuân hoa đá nở đỏ rực soi xuống hai bên bờ sông trong như một bức tranh rực rỡ. Vì vậy cứ mùa xuân đến trẻ con trong xã thi nhau đến đây bẻ vài cành về  trang trí trên bàn thờ tiên. Trai gái yêu nhau cũng hẹn hò nhau lên đây ngắm cảnh chụp vài kiểu ảnh làm kỷ niệm.

Cũng từ con sông này biết bao câu chuyện huyền thoại được lưu truyền từ đời này qua đời khác: Chuyện kể rằng. Khi xưa làng Bãi Đức mới thành lập chỉ có vài ba chục hộ dân sinh sống rải rác. Tại khu vực thuỷ điện Hố Hô hiện nay có tảng đá lớn gọi là đá ngựa, bởi vì nó hình thù giống như con ngựa đứng uy nghi dựa vào dãy núi Trường sơn đầu nhìn ra dòng suối. Cứ mỗi lần thay đổi thời tiết từ tảng đá phát ra một ánh hào quang kỳ lạ có khi đỏ rực như lá cờ bay lên rồi mất hút trong không gian, dưới chân mõm đá khi thời tiết thay đổi phát ra nhiều tiếng động kỳ lạ làm nhiều người dân thời ấy hết sức ngạc nhiên nhưng không sao lý giải nổi.

Hay có câu chuyện về người tướng thần không biết rõ danh tính. Chỉ nghe  truyền lại là đời nhà Lê có vị tướng tài, khi đánh giặc ngoại xâm xong pha trận mạc anh dũng oai phong, cuối  cùng bị thương rồi lạc đường đi mãi đến núi đá đen trút hơi thở cuối cùng và trở thành thần đá đen từ đó. Ngày nay nhân dân vùng này vẫn lập một đền thờ nho nhỏ tưởng nhớ người anh hùng năm xưa, đây cũng là đến thờ linh thiêng đã che cho dân làng suốt những năm đánh phá ác liệt của đế quốc Mỹ. Hang động của lèn đá đen là nơi chứa cả đoàn gòong chở hàng vào mặt trận phía nam. Đây cũng là nơi nhân dân hai thôn tránh bom đạn của đế quốc Mỹ, là nơi làm căn cứ an toàn nhất của các chiến sỹ bộ đội trinh sát trong những năm chiến tranh ác liệt.

Nhìn dãy núi đá sừng sững oai phong gọi lèn Thống lĩnh cũng chứa đựng một số câu chuyện lưu truyền để lại. Nơi đây xưa kia là nơi thờ thần Thành Hoàng người đặt chân đầu tiên mở mang khai phá vùng đất này để lập làng. Ngày nay đền thờ không còn nữa dấu tích xưa cũng  bị xoá nhoà theo năm tháng và do chiến tranh.