本县位于黄河中游,长城沿线,陕西省北端,约在北纬38°13′至39°27′、东经109°40′至110°54′之间。县城位于县境中心略偏东南的窟野河东岸,约在北纬38°58′、东经110°30′处,距府谷县89公里,榆林县136公里,米脂县216公里,绥德县254公里、佳县231公里、吴堡县319公里、横山县242公里、靖边县323公里、定边县435公里、子洲县283公里、清涧县316公里、内蒙古东胜市214公里、西安市825公里、北京市770公里(系公路里程)。
县境呈不规则菱形,南北最大长度约141公里,东西最大宽度约95公里。县城东至马镇乡葛富村65公里,隔黄河与山西省兴县裴家川乡相望;西至尔林兔镇石板太村54公里,与内蒙古自治区伊金霍洛旗的巴旱采当为邻;南至秃尾河口的界牌村85公里,隔黄河与山西省兴县大峪口乡相望;北至大柳塔乡后石圪台村77公里,与内蒙古自治区伊金霍洛旗的乌兰木伦庙毗连。全境总面积7706平方公里,居省内各县之首。