海南区是乌海市三个市辖区之一，位于乌海市南部。地理坐标为北纬39°15′～39°32′，东经106°40′～107°09′，东、南两边连鄂尔多斯市鄂托克旗，西隔黄河与乌达区相望，西南与宁夏回族自治区石嘴山市、陶乐县毗邻，北与海勃湾区相接。区域南北长约50公里，东西宽约20公里，总面积1005平方公里，占乌海市总面积的57.29%。

海南区下辖三镇、两个街道办事处（巴音陶亥镇、拉僧庙镇、公乌素镇、拉僧仲街道办事处、西桌子山街道办事处）。海南区人民政府所在地拉僧仲，距乌海市人民政府所在地海勃湾区28公里。

海南区东缘的桌子山高峻峭拔，自北向南蜿蜒伸展。甘德尔山与桌子山遥相呼应，绵延起伏于海南区西北部，两山相对间，形成一条北窄南宽的狭长平坦地带。南部丘陵地带，丘壑相间，此起彼伏，融入相邻的鄂尔多斯高原。九曲黄河，汹涌澎湃。在黄河流经海南地区73公里的沿岸与鄂尔多斯台地之间，是水丰土沃的千顷良田。

海南地区处于大陆深部，属暖温带大陆性气候。干燥度达4.05度，为极干旱荒漠区。气候特征是降水量少，蒸发量大，干燥多风，日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差大。四季分明，冬季漫长，天气寒冷，寒潮频繁，降雪稀少；夏季稍短，高温炙热，风速大，季末降水增多；春季回暖快，大风多，风沙大；秋季初时降水较多，随着季风南撤，降水逐渐减少，大风不多，气候宜人。

海南地区矿产资源丰富， 境内已探明储量的矿产资源有30余种，其中煤8.3亿吨，石灰石23.6亿吨。