奈曼旗位于通辽市西南部，科尔沁沙地南缘，教来河流经旗境。北与通辽市开鲁县隔河相望，东北和东与库伦旗、科尔沁左翼后旗连界，南与辽宁省阜新蒙古族自治县和北票市接壤，西和西北与赤峰市敖汉旗、翁牛特旗毗邻。全境东西宽68公里，南北长140公里，总面积为8159.3平方公里。

奈曼旗地处北温带大陆性半干旱季风气候区，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季少雨凉爽，冬季干冷漫长。春秋升降温速度快，日温差大，降水时段集中和雨热基本同步的气候特征。

奈曼旗资源十分丰富。盛产玉米、水稻、葵花、荞麦等20 余种无公害粮油作物。大理石、石灰石、麦饭石、金、银、铜、铁、铅、锌等已探明储藏30 余种。大理石、石灰石、麦饭石储量分别达到0.17 亿吨、4.25 亿吨和405 万立方米。原油初步探明储量1 亿吨以上，油页岩储量27761 万吨。压裂砂、硅砂、型砂品位高、总储量约300 亿吨。水源充足，河网密布。全旗共有7 条河流。北部有老哈河、西辽河，中部有叫来河、孟可河，南部有牤牛河、杜贵河及柳河的支流。