Межує на півночі з Шепетівським і Полонським районами, на північному сході з Житомирською областю (Любарський район), на південному сході зі Старосинявським, на півдні з Летичівським і Хмельницьким районами, заході із Красилівським районом і Старокостянтинівською міськрадою Хмельницької області. Територією району течуть річки Білка, Грабарка, Деревичка, Іква, Ікопоть, Попівка, Случ та інші.