鄂温克旗位于内蒙古自治区东北部，呼伦贝尔大草原南端，滨洲铁路海拉尔站南侧，东街大兴安岭脊梁为界。东与牙克石市接壤，南同扎兰屯市、兴安盟的科右前旗交界，西和新巴尔虎左旗为邻，北邻海拉尔区、陈巴尔虎旗。旗域如下垂的枫叶状，北缘自海拉尔市断桥距南端的伊和高古达山178.75公里，东部界山伊和布德尔距西部辉河流向北湾处173.25公里。全旗土地总面积为19111平方公里，属北中温带大陆性季风气候。自治旗地处大兴安岭山地西北坡，处于大兴安岭山地向呼伦贝尔平原的过渡地段，地势由东南向西北倾斜。平均海拔高度800——1000米。最高点是东南部山地的伊和高古达山，海拔1706.6米，最低处在伊敏河谷地，海拔602米。

    自治旗可分为三个地貌区，即：大兴安岭中山—低山地貌组合、低山—丘陵地貌组合、残丘—高平原地貌组合。自治旗河流属额尔古纳河水域，海拉尔河水系。旗境内有263条河流，其中河流长度在20公里以上的31条，河流总长度为5397.97公里，河道水面面积约108.8平方公里。自治旗植被的地带性分布与气候热量的空间变异相适应，从大兴安岭顶到西部高平原依次有：森林、森林草原、草原。

     自治旗境内森林茂密，河流纵横，土质肥沃，草场丰美，矿产资源丰富。自治旗土地面积19111平方公里。全旗拥有草原128.9万公顷，占全旗总面积的68.9%；林区面积112公顷，占全旗土地面积的58.9%；全旗降水总量为65.613亿立方米，地表水资源为10.716亿立方米。境内较大的河流有伊敏河、辉河、锡尼河。全旗已探明的煤储量为103.12亿吨以上。野生植物种类繁多。旗内植物有72科284属621种。珍稀植物有国家二级保护植物：樟子松、兴安柳。还有草原白蘑、花脸蘑、紫蘑、灵芝等菌类植物。旗境内栖息的野兽种类据不完全统计有4个目、14科49种。其中有受国家保护的珍稀动物12种。鸟类资源比较丰富，据记载伊敏河流域鸟类有16个目、34个科140种。自治旗草原东南部，距旗所在地150公里处，有与举世闻名的法国维希矿泉相媲美的维纳河矿泉，是观光旅游疗养胜地。当前，自治旗旅游业发展的重点放在巴彦胡硕旅游区、红花尔基森林公园、辉河湿地保护区、五泉山旅游区、维纳河疗养院渡假区和旅游产品的开发上。巴彦胡硕旅游区和红花尔基森林公园已被国家旅游景区质量等级评审部门初审评定为2A级和A级。辉河湿地保护区已批准为省（区）级重点自然保护区。