Hoành Bồ là một huyện miền núi nằm ở phía Bắc tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thành phố Hạ Long khoảng 10 km về phía nam, với toạ độ địa lý:
Từ 20054’47” đến 21015’ vĩ độ Bắc; Từ 106050’ đến 107015’ kinh độ Đông.
- Phía Đông Bắc giáp huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh và huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang;
- Phía Nam giáp vịnh Cửa Lục - thành phố Hạ Long, - Phía Đông giáp thành phố Cẩm Phả,
- Phía Tây giáp thành phố Uông Bí và thị xã Quảng Yên
Diện tích tự nhiên là 84.463,22 ha chiếm 13,8% diện tích tự nhiên của tỉnh. Đơn vị hành chính của huyện gồm 12 xã, 1 thị trấn, trong đó có 5 xã thuộc vùng cao với tổng diện tích tự nhiên 49.611,39 ha chiếm 58,8% diện tích tự nhiên của huyện.
Hoành Bồ có địa hình đa dạng, thuộc loại địa hình đồi núi tiếp giáp biển, đại bộ phận nằm trong hệ thống cánh cung bình phong Đông Triều - Móng Cái, địa hình thấp dần từ bắc xuống nam, càng gần biển thì đồi núi càng thấp dần và xen kẽ vùng đất bằng, tạo ra một sự đa dạng và kết hợp giữa phát triển kinh tế miền núi, trung du ven biển.
Hoành Bồ là huyện miền núi có địa hình phức tạp lại nằm gần vịnh Bắc Cửa Lục chịu ảnh hưởng của vùng khí hậu Đông Bắc tạo ra những tiểu vùng sinh thái hỗn hợp miền núi ven biển. Nhiệt độ trung bình năm 23,8oC, nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 36,6oC, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 5,5oC, nhiệt độ không khí thấp thường bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau, cao dần từ tháng 4 đến tháng 8. Lượng mưa trung bình năm 1.432,9mm, năm cao nhất 2.852mm, thấp nhất khoảng 870mm.
Hệ thống sông suối phân bố tương đối đều trong huyện tạo ra nhiều vùng đồng bằng nhỏ hẹp, cung cấp nước tưới cho sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân. Nguồn nước tập chung chủ yếu ở các sông suối như: sông Diễn Vọng; suối Đồng Vải; sông Măn; sông Trới; sông Đồn; sông Ba Chẽ. Ngoài hệ thống sông suối Hoành Bồ còn có 12 hồ, đập, trong đó có 2 hồ lớn (Hồ Yên Lập và hồ Cao Vân) còn lại là hồ đập vừa và nhỏ với tổng dung tích chứa khoảng 138 triệu m3 nước, có thể tưới cho khoảng 10.000 ha đất canh tác, cung cấp hàng chục triệu m3 nước cho sinh hoạt và các ngành kinh tế.
Đất đai trên địa bàn huyện Hoành Bồ được chia thành 5 nhóm đất, 7 đơn vị đất và 10 đơn vị phụ như sau:
- Nhóm đất mặn: Diện tích 1.669,17 ha = 1,98% diện tích đất tự nhiên. Đất mặn được hình thành từ những sản phẩm phù sa sông lắng đọng trong môi trường nước, do
ảnh hưởng của nước mặn ven cửa sông, phân bố ở các bãi ngoài sông thuộc các xã Lê Lợi, Thống Nhất, Vũ Oai và thị trấn Trới.
- Nhóm đất phù sa: Diện tích 736,28ha chiếm 0,87% diện tích đất tự nhiên, được hình thành từ sản phẩm bồi tụ chủ yếu của các con sông suối lớn trong vùng.
- Nhóm đất vàng đỏ: Diện tích 74.333,38ha chiếm 88,01% diện tích đất tự nhiên, Phân bố ở hầu hết các xã trên địa bàn huyện.
- Nhóm đất mùn vàng đỏ trên núi: Diện tích 368,35ha chiếm 0,44% diện tích tự nhiên. Có 01 đơn vị đất là đất mùn vàng đỏ trên đá lẫn sâu: Đất này được hình thành chủ yếu trên đá sét và đá cát bột kết (sa phiến thạch) ở độ cao tuyệt đối >700m. Phân bố ở các xã Kỳ Thượng, Đồng Sơn...
- Nhóm đất nhân tác: Diện tích 2.502,22ha chiếm 2,96% diện tích đất tự nhiên toàn huyện. Đất nhân tác hình thành do tác động của con người. Tầng đất bị xáo trộn mạnh bởi các hoạt động của con người như hoạt động san ủi làm ruộng bậc thang, hoặc các hoạt động của công nghiệp khai thác mỏ, tầng đất bị xáo trộn dày trên 50cm. Phân bố ở hầu hết các xã Tân Dân, Hoà Bình, Đồng Lâm, Vũ Oai...
Hoành Bồ có 65401,26 ha rừng chiếm 77,43% tổng diện tích tự nhiên toàn huyện, trong đó:
- Đất rừng sản xuất là 34617,49 ha chủ yếu trồng các loại cây keo...
- Đất rừng phòng hộ 14937,58 ha phòng hộ đầu nguồn các hồ, đập như Hồ Yên Lập, hồ Cao Vân, phòng hộ ven sông.
- Rừng đặc dụng: 15846,19 ha chủ yếu thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng.
Rừng Hoành Bồ có các loại cây quý hiếm như lim, sến, táu, lát nhiều mây tre và dược liệu, hương liệu. Tuy nhiên do khai thác quá mức nên hiện nay chất lượng rừng của Hoành Bồ chỉ ở mức rừng nghèo đến trung bình (70 - 100 m3/ha), nay gỗ tốt chỉ còn ở rừmg sâu khu rừng bảo tồn, động vật rừng giảm nhiều.
Trên địa bàn Hoành Bồ có rất nhiều tài nguyên khoáng sản khác nhau trong lòng đất, thuộc 4 nhóm chính: Nhóm nhiên liệu, vật liệu xây dựng, khoáng sản phi kim loại và khoáng sản kim loại. Nhìn chung huyện Hoành Bồ có nhiều loại khoáng sản khác nhau, trong đó phải kể đến than, đá vôi và sét các loại. Đây là những nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất xi măng, gạch ngói và nhiệt điện, nằm gần trục giao thông chính dễ dàng cho việc vận chuyển và khai thác.