Mahmudiye, İç Anadolu coğrafi bölgesinin kuzeybatısında, yukarı Sakarya bölümünde ve Eskişehir’e bağlı bir ilçedir Mahmudiye ilçesi kuzeyinde Eskişehir, Alpu, kuzeydoğusunda Beylikova, doğusunda Sivrihisar, güneyinde Çifteler ile batısında Seyitgazi ilçeleri ile çevrelenmiştir. Komşusu olan ilçelerin tamamı Eskişehir’e bağlıdır. Mahmudiye ilçesi kuzeyinde Eskişehir, Alpu, kuzeydoğusunda Beylikova, doğusunda Sivrihisar, güneyinde Çifteler ile batısında Seyitgazi ilçeleri ile çevrelenmiştir. Komşusu olan ilçelerin tamamı Eskişehir e bağlıdır.
İlçenin merkezinden, kuzeybatı-güneydoğu doğrultusunda geçen Eskişehir - Konya karayolunun önemi büyüktür. İlçenin bir özelliği de dünyaca bilinip tanınan ve II. Mahmud dan itibaren Mahmudiye merkezinde bulunan, fakat ilk yerleşim yerinden dolayı isim alan Çifteler Harasına sahip oluşudur.
Mahmudiye, Eskişehir in güneydoğusunda ve 51 Km. uzaklıkta, Konya asfaltı üzerinde 3,5 Km. lik yol boyu yerleşimi şeklinde kurulan ilçedir. Mahmudiye ilçesi, Greenwich başlangıcına göre 30 derece 49 dakika ve 31 derece 10 dakika doğu boylamları ile 39 derece 23 dakika ve 39 derece 40 dakika kuzey enlemleri arasında yer almaktadır. Greenwiche göre mahalli saat farkı 56 dakikadır. İlçenin yüzölçümü ise 676 Kilometrekaredir.
a) Yeryüzü Şekilleri
Jeolojik yapı olarak yukarı sakarya ovasında yer alan ve ilçe hudutları içerisinde bulunan Kırkkız dağı, Cönger tepe, Çerkezçalı tepe ve Çal kütlesi İçanadolu masifinin çıkıntıları olup Birinci zamana ait olan kalsit-mermer, rekristalize kalker-dolamitler, metomorfik şist formaksiyonları ve kokulu kalkerden meydana gelmiştir. Belirtilen kütlelerin arasında az da olsa peridodit ve ofiolitler görülür. Ovanın kıyılarıyla bazı yerleri ve Kırkkızdağı hariç, diğer dağların çevrelerinde neojen göl serisine ait depolar bulunur. Ovanın yüzeyini alivyon dolgular teşkil etmektedir. Çevrede, yerini kısmen üçüncü zaman dolgularına bırakan bu oluşukların büyük bir kısmını kuarternere ait fluvial dolgular teşkil eder.
Mahmudiye ilçe merkezinin 12 Km. kuzeybatısındaki Kırkkız dağı (I) (1301 m.) dir. İlçenin diğer önemli yükseltileride 2 Km. doğusunda yer alan Çerkezçalı (1135 m.) ve kuzeydoğusundaki Cönger dağı (1080 m.) tepeleridir.
Mahmudiye merkezinin toprakları, kuzeybatı ve güneydoğu doğrultusunda akan Seydisuyu nun geniş vadisinin iki yanında ve aynı doğrultuda uzanan tatlı eğilimli bir arazı ile kenarlarında görülen çıplak yükseltilerden oluşur.
Yukarı Sakarya ovası içerisinde kalan Mahmudiye ilçe toprakları dalgalı düzlükler halinde ovanın devamını teşkil eder. Bu geniş düzlük 800 ile 1000 metre arasında değişen bir yüksekliğe sahiptir. Mahmudiye merkezinin denizden yüksekliği ise 890 metredir. Yukarıda da belirtildiği ve görüldüğü gibi arazi tatlı eğilimli bir görünüştedir.
b) Akarsuları
Mahmudiye de akarsulardan , yerüstü suyu olarak en büyüğü ve ilçe merkezinden geçen Seydisuyu dur. Seydisuyu, Seyitgazi ilçesinin Kırka bucağı civarından çıkar, Mahmudiye yi kuzeybatı -güneydoğu doğrultusunda geçerek Kumarcıadası civarında Sakarya ya karışır. Tüm uzunluğu 107 Km. ve drenaj alanı 1800 Kilometrekare olan bu akarsuyun taşkın debisi 38 metreküp /saniyedir. Mart aylarında kar sularının da etkisiyle yükselir, yaz aylarında ise çevredeki sulamalarında etkisi ile akışı tamamen durmaktadır.
İlçe topraklarında diğer bir yerüstü suyu da Sarısı dur . Sarısu Mahmudiye nin Tokatmecidiye (Tokathan) Köyü çayırlığından çıkarak Akyurt, Fahriye, Doğanca, ve Kaymazyaylası Köylerinin arazilerinden geçerek, Çifteler ilçesi Sait Halim Paşa Köyü nün güneydoğusunda Sakarya ile birleşir.
Sürekli yağmurlar ve karların erimesi sonucu 9 Mart 1964 tarihinde Seydisuyu taşmış ve taşkın 3 gün devam etmiştir. Seydisuyu nun bu taşması ile, çıkış yeri olan Seyitgazi den birleştiği yer Sakarya ya kadar, Mahmudiye İlçesi ve köylerinde de 12000 dekar arazi sular altında kalmıştır. Bu arada 3000 dekar pancar, 2500 dekar buğday ve 2000 dekar arpa zarar görmüştür.
İlçedeki içme suyu, yeraltı sularının çıkarıldığı kuyulardan temin edilirken 1955 yılında merkezde bir artezyen açılmış ve 136 m. derinlikten su çıkarılmıştır. Bu yeraltı suyu da zamanla ihtiyacı karşılayamaz olduğundan Belediyece şehir suyu ve şebekesi 1962 yılında yapılmıştır. Ayrıca, Çal Tepesındeki eskiden beri kullanılan çalsuyu (kaynağı) devamlı olarak kullanılmaktadır. 1980 yılında bu kaynak suyu ilçeye yaklaştırılmıştır. 1962 yılında yapılan şehir suyu şebekesi yetersiz gelmeye başladığından belediyece 1981 yılında Çaltepesine 500 tonluk bir su deposu yapılmış ve şebeke genişletilerek yeraltı suları değerlendirilmiş olmaktadır.
c) İklimi
Mahmudiye de daha çok karasal bir iklim hüküm sürer. Yazlar sıcak ve kurak kışlar soğuk ve yağışlıdır. Eskişehir ilinde en fazla ve devamlı yağış alan yer Mahmudiye İlçesidir. Buna rağmen yağışlar kısa sürelidir. Temmuz ve Ağustos ayları en az yağış alan aylardır. Ocak ve Mayıs ayları ise en çok yağışlı geçen aylardır. doğusunda ve 51 Km. uzaklıkta, Konya asfaltı üzerinde 3,5 Km. lik yol boyu yerleşimi şeklinde kurulan ilçedir.
