Theo Cục Thống kê Dân số Hoa Kỳ, quận có tổng diện tích 1.069 kilômét vuông (413 dặm vuông Anh), trong đó có 1.055 km2 (407 dặm vuông Anh) là diện tích mặt đất và 14 km2 (5 dặm vuông Anh) hay 1,31% là diện tích mặc nước.

Quận này là trung tâm của vùng kinh tế Đại Cincinnati trực thuộc ba tiểu bang Ohio, Kentucky, và Indiana. Nó giáp với Quận Butler, Ohio về phía bắc; Quận Warren, Ohio về phía đông bắc; Quận Clermont, Ohio về phía đông; Quận Boone, Kentucky về phía tây nam; Quận Kenton, Kentucky về phía nam; Quận Campbell, Kentucky về phía đông nam; và Quận Dearborn, Indiana về phía tây.

Quận Hamilton nằm trong vùng đất đồi thoai thoải của lưu vực sông Ohio và các sông nhánh. Đại sông Miami, sông Miami nhỏ, và nhánh sông Mill cũng uốn nắn các đồi và thung lũng. Điểm thấp nhất trong tiểu bang cũng là điểm cực tây nam, thuộc Xã Miami; ở đây, Ohio và Indiana giáp nhau tại cửa đại sông Miami giáp với sông Ohio.

Các thành phố

Các làng

Các xã