位置境域

達爾罕茂明安聯合旗位于北緯41°20′至42°40′、東經109°16′至111°25′。東與四子王旗毗鄰，南與武川、固陽兩縣相連，西與烏拉特中旗交界，北與蒙古國接壤，國境線長88.6千米。達爾罕茂明安聯合旗總面積18177平方千米。

地形地貌

達爾罕茂明安聯合旗地處大青山西北內蒙古高原地帶，地勢南高北低，緩緩向北傾斜。南部屬丘陵區，中、西有低山陡坡，北部屬高平原臺地，間有開闊原野，平均海拔1367米。高點為哈布特蓋吉蘇敖包，海拔1846米，低點為騰格淖爾，海拔1058米。主要山脈有文公山、白云鄂博、哈拉敖包、巴什哈拉敖包、巴特爾敖包等。

水文

達爾罕茂明安聯合旗有騰格淖爾、烏蘭淖爾、賽打不蘇、哈拉淖爾、呼和淖爾和圖古木淖爾6個水系。河淖面積6800平方千米，主要河道有9條，總長742.6千米。艾不蓋河是達爾罕茂明安聯合旗最長的河流，全長154千米，注入騰格淖爾。其它主要河流有塔爾渾河、查干布拉河、開令河、烏蘭蘇木河、塔布河、討來圖河、烏蘭伊更河、阿固其高勒河、扎達蓋河等，總流域面積13938平方千米，百靈廟鎮以南為產流區，主要湖泊有騰格淖爾、哈日淖爾、賽打不蘇等。河網密度約0.8千米/平方千米，多日平均徑流量150萬立方米。

氣候

達爾罕茂明安聯合旗地處中溫帶，又深居內陸腹地，大陸性氣候特征十分顯著，屬中溫帶半干旱大陸性氣候。冬季漫長寒冷，春季干旱風沙多，夏季短促涼爽。寒暑變化強烈，晝夜溫差大，降雨量少，而且年際變化懸殊，無霜期短，蒸發量大，大風較多，日照充足，有效積溫多。30年平均氣溫4.2℃。低溫達到-39.4℃，高溫達到38.0℃。無霜期長可達217天，短可達95天。年平均降水量256.2毫米，且多集中于7、8兩月，年降水量多可達425.2毫米，少可達142.6毫米，一日降水量可達90.8毫米。年平均蒸發量為2526.4毫米。