烏蘭察佈位於內蒙古的中部,介於北緯39°37′~43°28′,東經109°16′~114°49′之間。東部與河北省接壤,東北部與錫林郭勒盟相鄰,南部與山西省相連,西南部與首府呼和浩特毗連,西北部與包頭相接,北部與蒙古國交界。

烏蘭察佈有草原雲谷、中國草原避暑之都、空中三峽風電之都、吉祥草原神舟傢園、中國馬鈴薯之都等美稱。
烏蘭察佈市地貌類型多樣,自北向南主要由內蒙古高原、烏蘭察佈丘陵、陰山山地和丘陵臺地四部分組成。
烏蘭察佈草原上分佈著眾多的巖畫,被稱為“烏蘭察佈巖畫”,是中國北方草原巖畫的重要組成部分,是中國北方古代遊牧民族的文化遺存。