Huyện Hòa Vang nằm từ 15°56' Bắc đến 16°13' Bắc và từ 107°49' Đông đến 108°13' Đông. Do các quận nội thành của Đà Nẵng đều giáp biển (trừ quận Cẩm Lệ) nên huyện Hòa Vang nằm ở phía Tây của thành phố Đà Nẵng và tiếp giáp với các quận, huyện:

• Phía Đông giáp các quận Liên Chiểu, Cẩm Lệ, Ngũ Hành Sơn
• Phía Bắc giáp huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên - Huế
• Phía Tây giáp huyện Nam Đông, tỉnh Thừa Thiên - Huế và huyện Đông Giang, tỉnh Quảng Nam
• Phía Nam giáp huyện Đại Lộc và thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam.

Đây cũng là địa phương có dự án Đường cao tốc Quảng Trị – Đà Nẵng đi qua đang được xây dựng.