尼玛县位于东经80°53′—89°29′，北纬30°20′—36°41′。是那曲地区的西北大门，国道317线贯彻尼玛县全境，东临班戈、申扎县，南靠昂仁、谢通门县，西连改则、措勤县，北接新疆维吾尔自治区。县驻地尼玛镇距那曲地区约600公里，距拉萨市约700公里。

尼玛县地处塘高原大湖盆地带，北有昆仑山、可可西里山，南有冈底斯山。地势北高南低，地形以高原丘陵平地为主，境内主要山峰有藏色冈日、江爱达日那、角木日、冈日伯鲁、依给宏、千层山等，海拔均在6000米以上，最高峰藏色日冈，海拔6460米。境内有响誉区内外的达果雪山，是广大农牧民群众朝圣拜佛的重要神山之一。北部为幅员辽阔的“无人区”，是西藏自治区羌塘自然保护玛依核心区。

尼玛县平均海拔在4800米以上，空气含氧量不足海平面的60%，属高原亚寒带半干旱季风型气候和高原寒带干旱气候，气候特点为空气稀薄，降雨量少，日照充足，气温低，多风雪，年平均气温为-4ºC，平均降水量150毫米。自然灾害全年无绝对无霜期，绝大部分地方绿色植物生长期只有3个月，有效施工期仅为5个月。

尼玛县是那曲地区牧业大县之一，经济主要以牧业为主，草地面积1.8亿亩，其中，可利用草场面积1.01亿亩。文部、来多、甲谷、达果4乡零星种植青稞、元根、藏油菜等农种物。其余乡（镇）均为纯牧业，主要饲养牦牛、绒山羊、绵羊等。矿藏资源有硼、钾、钠、镁、锌、铅、铜、锂、铯、铷、铀、砂金等15种有色金属元素和稀有元素；野生动物资源有野牦牛、野驴、藏羚羊、黄羊、盘羊、岩羊、棕熊、雪豹、雪狸、旱獭、斑头燕、黑颈鹤、黄鸭等。境内湖泊众多，星罗密布，均为典型的高原封闭型湖泊。主要湖泊有当惹雍措、昂孜措、布若措、依布茶卡、当穹措等，湖面海拔在4500米以上，其中，布若措湖面海拔为5158米。主要河流有波仓藏布、达热藏布等，均为内陆河。境内有羌塘国家级自然保护区，色林措国家级自然保护区，昂孜措—马尔下错自治区级湿地自然保护区、扎日南木措自治区级湿地自然保护区、洞错自治区级湿地自然保护区，当惹雍措国家级湿地公园。其中，昂孜措—马尔下错是我县独立的自治区级湿地自然保护区，当惹雍措是那曲地区唯一的国家级湿地公园。