根河市位于呼伦贝尔市境北部，大兴安岭北段西坡。东邻呼伦贝尔市鄂伦春自治旗，南连牙克石市，西接额尔古纳市，北和东北部与黑龙江省漠河县、呼玛县交界。南北直线距离最长244.4公里，东西直线距离最宽198.8公里，面积19659平方公里。

根河市地形地貌总体趋势呈东北高、西南低。以静岭为分水岭，将根河、激流河分为南北两个不同的水系。同时，岭南、岭北的地势趋向不同，岭南属根河流域，地势东北高、西南低；岭北沿激流河谷至满归镇呈狭长“高山盆地”走势，地势南高北低。海拔高度多在700～1300米，平均海拔1000米，最高峰奥科里堆山位于激流河东侧阿龙山镇境内，海拔1530米，是大兴安岭北部最高峰。境内海拔1000米以上的山峰有700余座，其特点为山脉绵缓，山顶平坦，各山之间高差不大。

根河市境内河流众多，纵横交错。主要有根河、激流河两大水系。地表水资源丰富，水量在地域的分布比较均衡。流域内林草繁茂，植被良好，水土流失现象轻微，河流含沙量小，天然水质优良，无污染，有利于水资源的开发利用。

根河市气候属寒温带湿润型森林气候，并具有大陆性季风气候特征。总的特点是春季干燥风大，夏季温凉短促，秋季气温骤降，冬季漫长寒冷，昼夜温差大。形成这种独特气候的因素，纬度高是其中之一，最主要的是根河市地处大兴安岭北段西坡，因西伯利亚冷空气的影响，使大兴安岭山脉对入侵冷空气具有屏障作用，根河市成为同纬度最冷的地区。