Hatvan a Zagyva partján fekszik. A folyó már vízvédelmi létesítmények között folyik, így a környék elláposodása már nem jellemző. Éghajlatát tekintve nagy hatással van a Mátra, ahonnan enyhe levegő érkezik, illetve a település völgybeni fekvése, amely csökkenti a szél erejét. Az évi csapadékmennyisége alacsonyabb az országos átlagnál.

Hatvan több, jól elkülöníthető településrészből áll. A Zagyva keleti partján terül el Óhatvan, a város tulajdonképpeni központja. Ehhez nyugatról csatlakozik, kisebb ipari terület beiktatásával Újhatvan, ahol a vasútállomás is található. Kerekharaszt Újhatvantól valamivel nyugatra, Nagygombos Óhatvantól északra található.

A Hatvan térsége jelentős régészeti lelőhely: a bronz korból származnak azok a leletek, amelyeket a város fölé magasodó Strázsa-hegyen tártak fel. Római kori lelőhelyet Gombospusztán találtak.

Több híres történelmi személyiség járt Hatvanban a középkorban: Zsigmond király, Hunyadi János és Mátyás király feleségével, Beatrix királynéval. A régi Hatvan területéhez tartozó Kiskartalpusztán tartotta meg Könyves Kálmán a boszorkányok létét tagadó híres országgyűlést.

Hatvan helytörténetének legdicsőbb hónapjait az 1848-49-es események jelentették. A magyar szabadságharcos sereg 1849. április 2-án a város határában vívta meg a tavaszi hadjárat első győztes csatáját az osztrákok ellen.

A város ma látható építészeti emlékei jó néhány a környék egykor leggazdagabb birtokosaihoz, a Grassalkovich családhoz kötődnek. Az 1762 táján épített barokk major épületei, valamint az 1754 és 1763 között épült Grassalkovich-kastély, amelynek építésekor a hatvani vár romjait is felhasználták. A kastélypark természeti érték.