包头地处渤海经济区与黄河上游资源富集区交汇处，北部与蒙古国接壤，南临黄河，东西接沃野千里的土默川平原和河套平原，阴山山脉横贯中部。包头的地理坐标是东经109度50分至111度25分、北纬41度20分至42度40分，面积为27 691平方公里。　　

包头境内有阴山山脉的大青山、乌拉山（以昆都仑河为界），山峰平均海拔2 000米，最高峰海拔2324米。全市由中部山岳地带、山北高原草地和山南平原三部分组成，呈中间高，南北低，西高东低的地势。黄河流经包头市境内214公里，公路、铁路两桥并行飞架黄河南北。　　

包头属半干旱中温带大陆性季风气候。据《包头市2002年国民经济和社会发展统计公报》，2002年包头市年均气温　8.5℃　，年最低气温－　27.6℃　，年最高气温　40.4℃　， 年降水总量　262.9毫米　，年最大风速　11.0米　／秒，平均风速　1.8米　／秒，年日照时数2 806小时，年平均相对湿度52％，全年沙尘天气12次。