娄星区大科街道位于娄底市中心城区东南，东接市经济技术开发区，西连娄星区百亩乡，南与万宝镇毗邻，北与长青街道相连，处于涟水、孙水之间。

大科街道地势南高北低，东南部仙女寨，为该处最高点，辖区东西长8.5公里，南北宽5.2公里，总面积为26.7平方公里。