[3]​ El área total de la ciudad era 676,45 kilómetros cuadrados (261,2 mi²).

La ciudad tiene un clima caracterizado por veranos cálidos y húmedos e inviernos suaves (clasificación climática de Köppen Cfa).

La temperatura media anual en Nakatsugawa es de 13.6 °C.

La precipitación anual promedio es 1940   mm con septiembre como el mes más lluvioso.

Las temperaturas son más altas en promedio en agosto, alrededor de 26.0 °C, y el más bajo en enero, alrededor de 1.7  ° C.[4]​ Según los datos del censo japonés,[5]​ la población de Nakatsugawa se ha mantenido relativamente estable en los últimos 40 años.