Huyện Sơn Động nằm ở phía đông tỉnh Bắc Giang, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp huyện Đình Lập, tỉnh Lạng Sơn và huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh
• Phía nam giáp thành phố Hạ Long, thành phố Uông Bí và thị xã Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh
• Phía tây giáp hai huyện Lục Ngạn và Lục Nam.

Huyện có diện tích 845,77 km2, dân số năm 2008 là 72.930 người. Huyện lỵ là thị trấn An Châu nằm trên quốc lộ 31, cách thành phố Bắc Giang 75 km về phía đông.