Huyện Ngọc Hiển nằm ở phía nam tỉnh Cà Mau, có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp huyện Năm Căn với sông Cửa Lớn là ranh giới tự nhiên.
• Các phía còn lại giáp Biển Đông và Vịnh Thái Lan.

Huyện Ngọc Hiển là nơi có Mũi Cà Mau và Vườn quốc gia Mũi Cà Mau. Tên của huyện được đặt tên theo người anh hùng thời chống Pháp Phan Ngọc Hiển (1910 - 1941).

Diện tích tự nhiên 735,18 km², chiếm 13,88% diện tích của tỉnh, chiều dài bờ biển là 98 km.

Đến 01/01/2017, dân số có 19.459 hộ, 78.033 người, chiếm 6,37% dân số của tỉnh. Trong đó, có 39.135 nam và 39.898 nữ. Ở khu vực thành thị có 2.827 hộ, với 11.258 người. Ở khu vực nông thôn có 16.667 hộ, với 66.774 người.

Do ranh giới phía bắc của huyện là sông Cửa Lớn và sông Bồ Đề nên địa bàn huyện Ngọc Hiển bị tách biệt như một cù lao. Nhìn chung địa hình bằng phẳng, nhưng địa hình bị chia cắt mạnh bởi hệ thống sông rạch tự nhiên và kênh mương chằng chịt, có nhiều con sông rất rộng (sông Cửa Lớn có chiều rộng từ 400 - 1.000m).

Cao trình trung bình từ 0,5 - 0,7m, thường xuyên ngập triều biển, riêng vùng ven Biển Đông có địa hình cao hơn (từ 1,2 - 1,5m).

- Địa chất: Do hình thành từ các trầm tích biển trẻ nên nhìn chung nền đất yếu, lớp bùn hữu cơ và sét hữu cơ dày từ 0,7 - 1,7m, lớp bùn sét dày 1,3 - 1,4m. Do các công trình xây dựng nằm trực tiếp lên lớp bùn yếu nên cần có các giải pháp xử lý về nền móng, chống lún và triệt tiêu lún, vì vậy suất đầu tư rất cao.

Khu vực đất rừng, bờ sông thường có nhiều lỗ mội, đây là một đặc điểm cần chú ý khi xây dựng các đầm nuôi thuỷ sản, cần có giải pháp thi công thích hợp để chống cạn nước đầm nuôi.

- Thủy văn: Vùng mũi Cà Mau là nơi duy nhất có cả bờ biển phía Đông và phía Tây, vì vậy chịu tác động trực tiếp của cả triều Biển Đông (bán nhật triều không đều) và triều biển Tây (nhật triều không đều). Thuỷ triều Biển Đông lớn, vào các ngày triều cường biên độ triều vào khoảng 300 – 500 cm, các ngày triều kém biên độ triều cũng đạt từ 180 – 220 cm. Thuỷ triều phía vịnh Thái Lan yếu hơn, biên độ triều lớn nhất khoảng 100 cm. Mực nước triều hàng năm cao trùng với mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau). Trong thời kỳ có gió chướng có thể gây ra hiện tượng nước dâng. Thuỷ triều trên sông Cửa Lớn tại Năm Căn có thời gian triều lên kéo dài 5 giờ 43 phút và thời gian thuỷ triều xuống là 6 giờ 40 phút (chu kỳ triều 12 giờ 23 phút).

Dọc theo bờ biển của huyện có nhiều cửa sông lớn đổ ra biển như Ông Trang, Cá Mòi, Rạch Tàu, Rạch Gốc, Bồ Đề. Trong đó cửa Bồ Đề rộng 600m, sâu 19 - 26m, cửa Ông Trang rộng 600 - 1.800m, sâu 4 - 5m. Sông Cửa Lớn dài 58 km nối từ cửa Bồ Đề ở phía Biển Đông với cửa Ông Trang ở Vịnh Thái Lan. Đây là tuyến sông lớn nhất tại khu vực Năm Căn - Ngọc Hiển. Triều biển xâm nhập sâu vào đất liền theo hệ thống sông rạch, do biên độ triều cao nên phần lớn đất đai của huyện thường bị ngập triều. Do biên độ triều các sông chịu ảnh hưởng triều Biển Đông lớn hơn nên biên độ triều trên các sông cũng có xu hướng giảm dần từ Đông sang Tây.

Độ mặn nước sông biến đổi theo mùa, mùa khô nước các sông có độ mặn cao hơn, tuy nhiên đối với khu vực huyện Ngọc Hiển do gần sát biển nên sự chênh lệch độ mặn nước sông giữa các mùa biến đổi không lớn như các vùng sâu trong nội địa.

Đặc điểm địa hình, thuỷ văn của huyện nói chung và vùng Đất Mũi nói riêng thuận lợi cho phát triển giao thông đường thuỷ, du lịch sông nước, phát triển nuôi trồng thuỷ sản, rừng ngập mặn… Những đặc thù của điều kiện thuỷ văn đã được nhân dân địa phương ứng dụng vào sản xuất và đời sống từ lâu đời, tạo nên những nét đặc thù của vùng sông nước miền Tây Nam Bộ nói chung và của huyện Ngọc Hiển nói riêng, đó là: việc xuồng ghe đi lại theo con nước, đóng đáy sông, đáy biển, lấy nước và xả nước các đầm tôm… đã tiết kiệm được nhiều về chi phí và sức lao động, phù hợp với sinh trưởng phát triển tự nhiên của hệ sinh thái rừng ngập mặn, nhất là rừng đước.