Huyện Na Rì nằm ở phía đông tỉnh Bắc Kạn, huyện lỵ là thị trấn Yến Lạc nằm trên quốc lộ 3B, cách thành phố Bắc Kạn 72 km về hướng đông, có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp huyện Ngân Sơn
• Phía tây giáp huyện Bạch Thông và huyện Chợ Mới
• Phía nam giáp huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên
• Phía đông giáp các huyện Bình Gia và Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn.

Huyện có diện tích 864 km² và dân số là 38.263 người (năm 2019).

Quốc lộ 279 chạy qua huyện theo hướng tây bắc nối huyện Na Rì với huyện Ngân Sơn và đông nam sang huyện Bình Gia (Lạng Sơn).