东西湖区因湖得名，因水而兴。汉江、汉北河、沦河、府河4条河流分别从南、西、北三面环绕区境而过。汉江为长江最大支流，至西向东南流经东西湖区西南侧，过境长度34.65千米，年平均过境水量512亿立方米，常年有水。汉北河流经东西湖区境界6千米，经新沟帝闸入以江，其支流沦河通过东山头闸入府河。沦河经本区辛安渡、东山，通过东山头大闸下泄府河，全长13.50千米。府河自西北向东南流经东西湖区东北侧，经武汉市谌家矶注入长江，全长349千米，过境长度38.50千米。东西湖大堤内汇水面积442平方千米。全区水系由98条干支沟、26个湖泊构成。
东西湖区地处北半球中纬度地带，属北亚热带季风(湿润)气候，常年光照充足、雨量丰沛、雨热同期、四季分明。2022年，东西湖区平均气温18.0℃，较常年偏高0.6℃。年极端最高气温39.7℃(8月18日)，与历史纪录持平;最低气温为-6.9℃(12月18日)。全年高温日数(日最高气温≥35℃)55天;低温日数(日最低气温≤0℃)39天。全年降水总量为1250.7毫米，较常年同期偏少4.5%。全年雨日为104天，暴雨日数(日降水量≥50毫米)为6天，日最大降水量为99.8毫米(6月28日)。全年日照时数为1799.6小时，比常年偏多16.2小时;全年平均风速为1.6m/s，年极大风速18.4m/(s8级);年平均相对湿度为76%。
