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。南北直线长约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。辖4个苏木,3个镇,2个农牧场,127个行政嘎查村(社区、分场),总人口8.3万人,其中蒙古族占35%,是一个以蒙古族为主体的多民族聚集地区。正蓝旗是蒙元文化发祥地、察哈尔民俗典型代表地区、中国蒙古语标准音示范基地和“察干伊德文化之乡”,也是蒙古现代文学奠基人纳·赛音朝克图的家乡。世界文化遗产之一元上都遗址坐落于境内。
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,可开采量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;全旗共有植物类种576种,其中名贵中草药材甘草、麻黄、黄芪等200余种。
正蓝旗境内207国道、308省道、呼海大通道纵横交错,过境集通铁路形成正蓝旗至锦州港、锡多铁路形成正蓝旗至天津港和曹妃甸共三条通疆达海的通道,为融入环渤海经济圈、振兴东北老工业基地和呼包鄂经济圈提供了便利条件。上都支线机场前期筹备工作进展顺利,有望近年内形成完善的立体交通网络格局。