武川县位于内蒙古自治区中部，阴山北麓，首府呼和浩特市北，总面积4885平方公里。全境在北纬40°47′－41°23′、东经110°31′－111°53′之间。县境东西长约110公里，南北最宽约60公里。县境东南部和南部与呼和浩特市新城区、回民区和土默特左旗相连；西南和西部与包头市土默特右旗、固阳县毗邻；北部与包头市达尔罕茂明安联合旗、四子王旗接壤；东与乌兰察布市卓资县交界。