- Vị trí địa lý: Chợ Đồn là huyện vùng cao nằm ở phía tây tỉnh Bắc Kạn, cách thị xã Bắc Kạn 45 km theo đường tỉnh lộ 257, trải từ 105026’ đến 150042’ kinh độ đông và từ 21057’ đến 22026’ vĩ độ bắc. Phía Bắc giáp huyện Ba Bể, phía Nam giáp tỉnh Thái Nguyên, phía Đông giáp huyện Bạch Thông, phía Tây giáp tỉnh Tuyên Quang.
- Đất đai: Tổng diện tích tự nhiên toàn huyện 91.317,43 ha, chiếm 19,04% diện tích tự nhiên tỉnh Bắc Kạn. Trong đó: Đất Nông nghiệp 63.569,12 ha, đất phi nông nghiệp 6.314,67 ha, đất chưa sử dụng 21.433,64 ha.
- Địa hình: Có độ cao giảm dần từ Bắc xuống Nam, từ Đông sang Tây, với 2 dạng địa hình phổ biến:
+ Địa hình núi đá vôi: Kéo dài từ huyện Ba Bể đến thị trấn Bằng Lũng, địa hình chia cắt phức tạp bởi những dãy núi đá vôi có độ cao trên 1000m xen giữa các thung lũng hẹp; độ dốc bình quân từ 25-300
, đây là đầu nguồn của các con suối chảy về hồ Ba Bể.
+ Địa hình núi đất: Gồm thị trấn Bằng Lũng và các xã phía nam với độ cao phổ biến từ 400m đến 600m, độ dốc bình quân 20 - 250
. Địa hình chia cắt mạnh bởi hệ thống sông suối khá dầy đặc.
- Khí hậu: Mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh và mùa hè nóng ẩm. Nhiệt độ trung bình trong năm 23,20C, các tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 6,7 và tháng 8, các tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 và tháng 2, nhiệt độ cao tuyệt đối là 39,50C, tổng tích nhiệt cả năm bình quân đạt từ 6.800 đến 7.0000C. Ngoài ra khí hậu Chợ đồn còn có sương mù, sương muối, hiện tượng mưa đá có xảy ra nhưng không thường xuyên. Lượng mưa bình quân 1500 -1800 mm/năm. Độ ẩm không khí trung bình 83%, lượng bốc hơi trung bình năm là 830mm. Chế độ gió chủ yếu là gió mùa đồng bắc và gió mùa đông nam.