定边县地处陕西省西北角、榆林市最西端，是黄土高原与内蒙古鄂尔多斯荒漠草原过渡地带，位于东经 107 ° 15 ′－ 108 ° 22 ′，北纬 36 ° 49 ′－ 37 ° 53 ′。东至东南与本省靖边县、吴旗县相连；南至西南与甘肃省华池县、环县相接；西与宁夏回族自治区盐池县毗邻，北至东北与内蒙古鄂托克前旗、乌审旗相邻，系陕、甘、宁、蒙四省区交界地。东距榆林市 303 公里，南距省城西安市 647 公里，西距宁夏首府银川市 170 公里，北距首都北京 1270 公里。自古以来交通便利，商贾云集，经济交往异常活跃。素有“旱码头”之称，县境内省道、国道、高速公路横纵相连，县城西距宁夏河东机场 155 公里，中太铁路（宁夏中卫－山西太原）也即将兴建。
　　县境地域辽阔，南北长 118 公里，东西宽 98 公里，总面积 6920 平方公里，居全省第三位。中部白于山横亘东西，辐射南北，将全县分为两大地貌类型：南部为白于山区丘陵沟壑区，占总面积的 52.78% ；北部为毛乌素沙漠南缘风沙滩区，占总面积的 47.22% 。全县海拔 1303 － 1907 米。长城横贯县境东西。
　　定边属温带半干旱大陆性季风气候。主要特点是：春多风、夏干旱、秋阴雨、冬严寒，日照充足，雨季迟且雨量年际变化大，年平均气温 7.9 ℃，年平均日照 2743.3 小时，年平均降雨量 316.9 毫米，年平均无霜期 141 天左右，绝对无霜期 110 天。