六千年前，中堂一带曾是一片汪洋大海，经过漫长年月，泥沙沉积，才逐渐形成了东江三角洲平原。明代初期，中堂与石龙之间，水道仍很广阔，清末始瘀积变窄。广东水文二队 PK16 钻孔发现中堂蕉利 13 米 深处有腐木，经广州地理所测定，该腐木是在全新世海沉浸稳定后沉积，证明了 6000 年前，中堂一带的水深有 13 米 。

中堂位于东江下游，是珠江三角洲咸淡水交汇的地区，地型狭长，呈卧蚕状，沿东北—西南走向，从最东一端潢涌村下塘滘到最西端四乡村洲尾直线距离约 8 千米 。中堂地形开阔低平，镇域内没有山地丘陵，全部是平坦稍高的旱地与水田，西部的下芦、马沥、斗朗、槎滘等村旱地多，东部的潢涌、三涌、湛翠和中部的袁家涌、吴家涌等村则大部分为水田。

东江干流及其支流蜿蜒流过，把中堂分割成 5 个部分：主体潢新围部分面积约 42.4 平方千米，狭长型，东西长约 13 千米 ，南北宽约 3 千米 ，从西到东沿着公路两旁分布有东向、斗朗、镇墟、东泊、吴家涌、鹤田、袁家涌、凤冲、湛翠、三涌、潢涌等村（社区）；西面槎滘村部分面积约 7 平方千米，西邻麻涌镇，北依东江干流，东临横涌海水道，通过槎滘大桥与东向、斗朗相连；南面与下芦、马沥村隔河相望。西南部分下马四是一个江心岛，包括下芦、马沥和四乡 3 条行政村，面积共 5.4 平方千米，地型呈条状，向外伸展，依东北—西南走向，倒运海水道与中堂水道环绕四周，通过下芦大桥与东向相连；正南方蕉利和郭洲部分位于中堂、望牛墩、万江交界处，面积约 4 平方千米，北临中堂水道，通过中堂大桥与镇区相连， 107 国道贯通其中，是中堂镇进出莞城的门户；北面江南社区（含麦州）部分是中堂镇唯一一片位于东江干流北岸的土地，面积只有 0.8 平方千米，与增城泥紫、久裕、大墩接壤，通过江南大桥与中堂豆豉洲相连， 107 国道贯通其中，地处交通要冲，是东莞北上直达广州市的“北大门”。