开鲁县位于通辽市西端，西辽河上游北岸。东与通辽市科尔沁区接壤，西与赤峰市阿鲁科尔沁旗毗邻，南与奈曼旗隔西辽河相望，北与扎鲁特旗接界。另外东南、东北部分地区还分别与科尔沁左翼后旗、科尔沁左翼中旗接壤。县境东西最长112.5公里，南北最宽105公里，面积4488平方公里。

开鲁县地处西辽河冲积平原区，平均海拔242米。地势西高东低，境内无山，自南至北，分布着3条东西走向逶迤起伏的沙丘。沙丘与草甸相间排列，泛滥平原湖积水成地貌十分鲜明。气候属温带大陆性季风气候，半干旱区。光照充足，雨热同期。平均日照3056～3095小时，日照率69.5％。全年平均气温5.7℃～6.4℃。年均降水量341.8毫米。年均无霜期144天。西辽河、新开河等5条河流穿境而过。全县植被属于典型草原植被类型，伴随有一部分隐域性草甸、低湿草甸类型。野生植物资源有44科136属188种，其中饲用优良草种23种，药用植物20余种，药用植物以麻黄草、甘草著名。野生动物资源有狐狸、狼、野兔、猫头鹰、黄鼠狼、蛇、野鸡、野鸭、沙半鸡等。