神农架林区位于湖北省西部边陲，东与湖北省襄阳市保康县接壤，西与重庆市巫山县毗邻，南依兴山、巴东而濒三峡，北倚十堰市房县、竹山且近武当，地跨东经109°56′～110°58′，北纬31°15′～31°75′，总面积3253平方公里，坐拥联合国“世界地质公园”，辖6镇2乡和1个国家级自然保护区、1个国有森工企业林业管理局、1个国家湿地公园（均为正处级），林地占85%以上。神农架1970年经国务院批准建制，直属湖北省管辖，是中国唯一以“林区”命名的行政区。神农架现在虽然直属湖北省管辖，但是离十堰市房县的野人谷很近。旅游的话可以到十堰更方便，十堰现在大力推广武当山，神农架的旅游路线，建造有武当山机场和十堰动车高铁站交通十分方便。远古时期，神农架林区还是一片汪洋大海，经燕山和喜马拉雅运动逐渐提升成为多级陆地，并形成了神农架群和马槽园群等具有鲜明地方特色的地层。神农架位于我国地势第二阶梯的东部边缘，由大巴山脉东延的余脉组成中高山地貌，区内山体高大，由西南向东北逐渐降低。神农架平均海拔1700米。山峰多在1500米以上，其中海拔3000米以上的山峰有6座，海拔2500米以上山峰20多座，醉高峰神农顶海拔3105.4米，成为华中第一峰，神农架因此有“华中屋脊”之称。西南部的石柱河海拔仅398米，为境内醉低点，相对高差达2708.2米。
神农架是长江和汉水的分水岭，境内有香溪河、沿渡河、南河和堵河 4个水系。由于该地区位于中纬度北亚热带季风区，气温偏凉而且多雨，海拔每上升100米，季节相差3--4天。由于一年四季受到湿热的东南季风和干冷的大陆高压的交替影响，以及高山森林对热量、降水的调节，形成夏无酷热、冬无严寒的宜人气候。当南方城市夏季普遍是高温时，神农架却是一片清凉世界。
神农架自然保护区位于湖北省西部，神农架林区的西南部，地理位置为东经110°03′05″～110°33′50″，北纬31°21′20″～31°36′20″，地处湖北省、重庆市交界的长江、汉水之间，周边与神农架林区、房县、兴山县、巴东县、竹山县和重庆市的巫溪县接壤。全区土地总面积105.28万亩，分东西两片，东片以老君山为中心，面积15.7 万亩，西片以大、小神农架为中心，面积89.58万亩。