Huyện Xuyên Mộc có vị trí địa lý:

• Phía bắc giáp huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai
• Phía tây bắc giáp huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai
• Phía đông giáp huyện Hàm Tân, tỉnh Bình Thuận
• Phía nam giáp Biển Đông
• Phía tây giáp huyện Châu Đức, Đất Đỏ.

Hiện nay, Xuyên Mộc là huyện có diện tích lớn nhất tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, với tổng diện tích khoảng 642,18 km².

Dân số toàn huyện cuối năm 2002 khoảng 128 ngàn người, 130.200 người (2003), đến năm 2011 là 162.356 người. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên khoảng 1,6%/năm.