偏關縣位于山西省西北部，北靠長城與內蒙清水河縣接壤，西臨黃河與內蒙準格爾旗隔河相望，南與河曲、五寨兩縣相連，東與神池、平魯兩縣毗鄰。縣境東西長60千米，南北寬58千米，總面積1682平方千米。總人口11萬人（2008年）。轄4個鎮、6個鄉：新關鎮、天峰坪鎮、老營鎮、萬家寨鎮、窯頭鄉、樓溝鄉、尚峪鄉、南堡子鄉、水泉鄉、陳家營鄉。縣政府駐新關鎮。
地處黃河中上游黃土丘陵區，境內丘陵起伏，溝壑縱橫，地勢東高西低。最高處為青楊嶺山，海拔1855.2米；最低處為黃河沿岸寺溝河畔，海拔875米；平均海拔1377米。境內山地屬管涔山脈，有青楊嶺山、柏楊嶺山、草垛山、明燈山等山峰。境內主要為黃河水系，有偏關河與縣川河。黃河自北向南流經縣境30千米，構成偏關西界。屬北溫帶大陸性氣候。冬季寒冷少雪，春季溫暖干燥，夏季炎熱而雨量集中，秋季涼爽而明快。年平均氣溫3℃－8℃，全年平均降水量為425.3毫米，無霜期為105—145天。
礦藏有煤、鐵、硫磺、油頁巖、耐火黏土、鋁礬土、石灰石。崞（陽）川（峁）干線公路過境，各鄉鎮間有公路相連。黃河沿岸有關河口、寺溝、老牛灣等渡口，溝通與內蒙、陜西間的水上運輸。有省級重點文物保護單位偏頭關、明長城、吳城新石器遺址，并有文筆塔、隆崗寺、白龍廟等名勝古跡。