Новохопёрский муниципальный район расположен в восточной части Воронежской области и граничит с Грибановским, Воробьёвским, Таловским, Аннинским, Бутурлиновским и Поворинским муниципальными районами, а также с Волгоградской областью.
Административный центр муниципального района – город Новохопёрск, расстояние от областного центра – 227 км.
На территории района расположены 67 населённых пунктов, площадь – 233,4 тыс.га.
По территории района проходит железнодорожная магистраль «Лиски — Поворино» (участок ЮВЖД).
Значительная часть территории района входит в состав Хопёрского государственного природного заповедника.
Основные водные артерии — реки Татарка, Савала, Хопёр, Елань признаны одними из наиболее экологически чистых в России. Имеются многочисленные озёра и пруды.
