Черекский район расположен в юго-восточной части Кабардино-Балкарской Республики и граничит: с Чегемским районом на западе, с Урванским районом на севере, с Лескенским районом на востоке, с Дигорским районом Северной Осетии на востоке и с Грузией на юге. На северо-западе район граничит с землями городского округа Нальчик. Площадь территории района составляет 2215,50 км².

По зональному районированию, территория района делится на две зоны — горную и предгорную. Черекский район является одним из самых высокогорных на территории Российской Федерации. Основной земельный массив расположен в высокогорной зоне. По территории района проходят пять основных хребтов северного макросклона Большого Кавказа. Из семи вершин с высотой более пяти тысяч метров находящихся на Кавказе, пять расположены в Черекском районе, образуя так называемую Безенгийскую стену.

Гидрографическая сеть района принадлежит бассейну реки Черек. Три наиболее крупных ущелий района — Черекский, Хуламо-Безенгийский и Псыгансуевский. Также на территории района расположены популярные у туристов — Голубые озёра, состоящая из 5 карстовых озёр.