正蓝旗位于内蒙古中部，锡林郭勒盟草原东南边缘。地理坐标东经115°00′－116°42′，北纬41°56′－43°11′。东邻多伦县与赤峰市克什克腾旗，西接正镶白旗，南连太仆寺旗、河北省沽源县，北靠锡林浩特市、阿巴嘎旗和苏尼特左旗。旗南北直线约138公里，东西直线宽约122公里，全旗总面积10182平方公里。距首都北京直线距离260公里，是距离北京最近的草原牧区。

　　正蓝旗地处阴山山脉北麓东端，由低山丘陵和浑善达克沙地两大地貌构成，地势总的特点是东高西低，海拨高度1200－1600米。最高峰为乌和尔沁敖包，海拨1673.9米。北部地处浑善达克沙地中段腹地，系沙地草原，占全旗总面积的66％；南部为低山丘陵，是燕山北缘的低山丘陵与大兴安岭南缘的低山丘陵交汇地带，系草甸草原，占全旗总面积的34％。正蓝旗属中温带大陆性季风气候。全旗平均日照数为2947－3127小时之间，全年平均降水量365毫米，蒸发量为1925.5毫米。最高温度为35.9℃，最低温度零下36.6℃。冬季寒冷漫长，春季多风少雨，夏季温热短促，秋季凉爽湿润，气温变化剧烈、温差大，日照时间长，光能充沛，降雨季节分布不均，年平均风速4.5米／秒，无霜期110天，冬季平均积雪期180天左右，最大积雪厚度20厘米。

　　正蓝旗地下水资源总量32669.5万立方米，可采量7731.8万立方米，矿化度0.5－1克／升。全旗植物共708种，其中，野生种植植物635种，引进栽培植物73种，北部沙地分布有柳灌丛、沙蒿、木草植被，一般由柴桦、灌柳、叉分蓼、唐松草、沙芦草、沙蒿、小叶锦鸡儿组成植物群落。南部低山丘陵区，山体阴坡为岛状灌木林，主要植物有虎榛子、草本有贝加尔针茅、线叶菊、羊草、杂类草等。境内野生动植物种类繁多，有已列入国家和地区重点保护的马鹿、狍子、天鹅、野猪等珍禽、稀有动物20余种。

　　正蓝旗矿产资源品种多、储量大，现已发现各种矿藏35种96处，已探明有可开采利用价值的矿藏有7种22处，其中以硅石、石灰石的开发较为突出。正蓝旗旅游资源丰富，具有草原、森林、沙漠、湖泊、文物古迹等丰富的旅游资源，是海内外游客的旅游胜地。