深川土地改良区は、北海道のほぼ中央部、石狩平野の北部に位置し深川市2,346ha、妹背牛町2,248ha、秩父別町6haに及ぶ平坦な地帯で、大部分は水田で占められている。地域内は、南に石狩川、北西部は大鳳川、雨竜川に面した東西15km、南北11kmで地区面積4,600ha、用水路の理延長約150kmに及んでいる。

地勢は、北東部より南西部に向いて約500分の１から1,000分の１で傾斜し、標高は、深川市一已町の高地部で約52m、妹背牛町の低位部では約34mで、地味肥沃、気象温暖で水稲栽培に適している。地質は、主として石狩川の河成沖積層に属し、砂岩・凝灰岩及び一部頂岩を母材とする。また、低地は高位・中位・低位の泥炭地を形成している。土壌は、埴土壌地域が大部分を占め一部低位泥炭である。

用排水路は、石狩川を水源として、北空知頭首工より取水し、排水は地区内を流れる河川に自然流下する。また、末端部の水不足を補う措置として、河川及び農業用排水路に１５カ所の揚水機が設置され、用水末端の補給水源としている。

当地域は先人の不撓不屈の開拓精神によって開かれた地であり、地味肥沃・気候温暖な水稲栽培最適地で、高生産性農業の確立に必要な、国・道営かんがい排水事業及び経営体育成基盤事業の推進により本道の良質米の主産地となっている。