Huyện Đông Anh nằm ở phía bắc thành phố Hà Nội, có vị trí địa lý:

• Phía đông giáp thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh
• Phía đông bắc giáp huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh
• Phía đông nam giáp quận Long Biên và huyện Gia Lâm với ranh giới là Sông Đuống
• Phía nam giáp các quận Tây Hồ, Bắc Từ Liêm với ranh giới là sông Hồng
• Phía tây giáp huyện Mê Linh
• Phía tây nam giáp huyện Đan Phượng
• Phía bắc giáp huyện Sóc Sơn.

Huyện Đông Anh có diện tích là 18.230 ha. Dân số năm 2014 là 375.000 người, mật độ dân số đạt 2.060 người/km². 2,2% dân số theo đạo Thiên Chúa.