Nyêmo nằm ở miền trung Tây Tạng. Sông Yarlung Tsangpo chảy qua khu vực phía bắc của huyện. Huyện lị là Nyêmo, nằm cách phía tây-tây nam của Lhasa 94 km. Diện tích của huyện là 3275 km². Các ngọn núi và hung lũng nhấp nhô với các đồng cỏ xanh là khung cảnh chính của huyện trên độ cao trung bình 4.000 mét. Huyện nằm trên một khu vực có khí hậu gió mùa cao nguyên bán khô hạn với bốn mùa phân biệt. Các cơn mưa tập trung trong mùa hè với lượng mưa trung bình là 324,2 mm, số giờ nắng trung bình năm là 2947,2 giờ.