Das Verbandsgebiet liegt im Südwesten des Landes Niedersachsen. Es gehört zum Einzugsgebiet der Ems, ein fiktiver Teil des Einzugsgebietes der oberen Hase ist dem Einzugsgebiet der Weser zuzurechnen (siehe Bifurkation). Verteilt auf 6 Städte und 11 Gemeinden leben ca. 320.000 Menschen im Verbandsgebiet.

Nach der naturräumlichen Gliederung Niedersachsens gehört der nördliche Teil des Verbandsgebietes zum Osnabrücker Hügelland, der mittlere zum Osnabrücker Osning, der südliche zum Ostmünsterland, somit insgesamt zu den nordwestlichen Ausläufern des deutschen Mittelgebirges.

Das Gebiet des ehem. Verbandes „Obere Hase“ erstreckt sich von der Kammlinie des Wiehengebirges (Höhen bis 161 müNN) im Norden bis zur Kammlinie des Teutoburger Waldes (Dörenberg 331 müNN) im Süden. Im Westen wird es begrenzt durch die Landesgrenze zu Nordrhein-Westfalen, im Osten durch die Wasserscheide zwischen den Einzugsgebieten der Ems und der Weser. An der Bifurkation bei Gesmold überwindet ein Teil des von oben zufliessenden Hasewassers diese Wasserscheide und wird über die Else und Werre der Weser zugeleitet. Dieser Teil des Verbandsgebietes umfasst eine Fläche von ca. 50.450 ha. In diesem Gebiet unterhält der UHV ein Gewässernetz II. Ordnung mit einer Gesamtlänge von 254 km, dazu ca. 130 km Gewässer III. Ordnung.

Das Gebiet des ehem. Verbandes „Obere Bever“ liegt südlich der Kammlinie des Teutoburger Waldes und ragt weit in die Münsterländer Bucht hinein. Es ist ca. 20.236 ha groß. Der UHV unterhält in diesem Teilgebiet 129 km Gewässer II. Ordnung und ca. 160 km III. Ordnung.

In geologischer Hinsicht ist das Verbandsgebiet stark gegliedert. Die Schichtfolge vom Karbon bis zur Oberkreide kommt nahezu lückenlos vor, im Süden überdecken eiszeitliche Lockersedimente die Münsterländer Kreideplatte. Erwähnenswert sind Solequellen in den Kurorten Bad Laer und Bad Rothenfelde.

Das maritime Übergangsklima des Verbandsgebietes ist atlantisch beeinflusst. Es ist geprägt durch kühle Sommer, milde Winter und relativ hohe Niederschläge zwischen 900 mm am Teutoburger Wald und 770 mm in Osnabrück.