敖汉旗位于赤峰市地区南部，地处燕山山脉东段努鲁尔虎山北麓，老哈河下游。东与通辽市奈曼旗为邻，南与辽宁省朝阳市、北票市交界，西与辽宁省建平县及赤峰市松山区相连，北临老哈河与赤峰市翁牛特旗隔河相望。南北长176公里，东西宽122公里，面积8294平方公里。地形呈不规则缓坡形，地貌以“南山中丘北沙”为特征。南部为低山丘陵区，中部为黄土丘陵沟壑区，北部为浅沙沱沼泽区。

敖汉旗地处中温带，属于大陆性季风气候区，其特点是：四季分明，太阳辐射强烈，日照丰富，气温日差较大。春季回暖快；夏季短而酷热，降水集中；秋季气温骤降；冬季漫长而寒冷。雨热同季，积温有效性高，适于农作物生产。

敖汉旗耕地面积14.8万公顷，占总土地面积18％，有林区面积518万亩，占总土地面积41.6％。野生植物有藻类、菌类、地衣类和裸子、被子植物类组成庞大繁杂的自然生态系统。矿产资源丰富，已发现金属、非金属、固体燃料、热泉等18个矿产品种，矿产地121处。叫来河、孟克河、小凌河、老哈河、蚌河等河流水资源是灌溉农田、发展小水电的重要资源。游览胜地有旗境北缘的老哈河“玉瀑”声鸣百里，中部的“万寿白塔”历千年雄姿犹存，南部1.5万公顷的大黑山次生林区林木竞秀。