Pinta-alaltaan 24,214 neliömetriä. km, New Hampshiren osavaltio sijaitsee Yhdysvaltojen koillisosassa (Uusi Englanti).

Kuten kartalta havaitaan, osavaltiota hallitsevat (etelästä pohjoiseen) White Mountains, Appalakkien pohjoinen vuoristo. Jylhien vuorten ja kapeiden laaksojen sarjan sisältävän White Mountain -vuorijonon suurimmat huiput sijaitsevat White Mountain National Forestin alueella. Coösin piirikunnassa, White Mountainsin Presidential Range -vuoristossa sijaitsee Mount Washington – osavaltion korkein kohta, joka kohoaa 1 916,6 metrin korkeuteen (6 288,2 ft). Tämän vuoren huipulla mitattiin vuonna 1934 maailman toiseksi korkein tuulennopeus, joka oli uskomattomat 231 mailia tunnissa.

New Hampshiren pohjoisimmat alueet – Kanadan rajalla – ovat puiden peittämiä metsämaita, ja siellä on metsä- ja paperiteollisuutta. Concordin kaakkoispuolella Coastal Lowlands on 13 mailin pituisen Atlantin valtameren rantaviivan edessä.

Osavaltiota valuttavat lukuisat joet. Merkittävimpiä ovat Connecticut-joki, joka kulkee koko osavaltion länsirajaa pitkin Vermontin kanssa, ja Merrimack-joki – joka on New Hampshiren pisin joki. Merrimack-joen sivujoet ovat Pemigewasset-joki, Contoocook-joki ja Winnipesaukee-joki. Osavaltion ainoa merisatama – Portsmouth – muodostuu Piscataqua-joesta ja sen eri sivujoista.

Monia syviä, mutta pieniä, jäätikön kaiverrettuja järviä löytyy myös osavaltion alueelta. Osavaltion itäisessä keskiosassa sijaitsee Winnipesaukee-järvi – New Hampshiren suurin järvi. Muita suuria järviä ovat muun muassa Lake Francis, Umbagog Lake ja Squam Lake. Osavaltion alin kohta on Atlantin valtamerellä (0ft).