內蒙古自治區位于中華人民共和國的北部邊疆，由東北向西南斜伸，呈狹長形。經緯度東起東經126°04′，西至東經97°12′，橫跨經度28°52′，東西直線距離 2 400多公里；南起北緯37°24′，北至北緯53°23′，縱占緯度15°59′，直線距離1 700公里；全區總面積118.3萬平方公里，占全國土地面積的12.3％，是中國第三大省區。東、南、西依次與黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、陜西、寧夏和甘肅8省區毗鄰，跨越三北(東北、華北、西北)，靠近京津；北部同蒙古國和俄羅斯聯邦接壤，國境線長4 200公里。
全區地勢較高，平均海拔高度1000米左右，基本上是一個高原型的地貌區。在世界自然區劃中，屬于著名的亞洲中部蒙古高原的東南部及其周沿地帶，統稱內蒙古高原，是中國四大高原中的第二大高原。在內部結構上又有明顯差異，其中高原約占總面積的53.4％，山地占20.9％，丘陵占16.4％，平原與灘川地占8.5％，河流、湖泊、水庫等水面面積占0.8％。
