Hämelhausen liegt zwischen dem Naturpark Wildeshauser Geest und dem Naturpark Steinhuder Meer ungefähr in der Mitte zwischen Bremen und Hannover. Alte Bezeichnungen des Ortes sind um 1300 To dem Hemelhus, um 1380 Hemelszhusz, Hemmlhuß und um 1508 Hemelheide. „Hamal“, auch „Ham-“ bedeutet „Winkel“, „winkelförmiges Terrain an Flüssen oder Bucht“. Die Gemeinde liegt an der Landesstraße L 200, die von Eystrup nach Rethem (Aller) führt. Unweit westlich verläuft die von Nienburg/Weser nach Verden (Aller) führende Bundesstraße 215.
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