Район расположен в центральной России на северо-востоке Московской области, его границы находятся в 5 км от границ г. Москвы. Район находится в переходной зоне между Клинско-Дмитровской грядой (являющейся частью Смоленско-Московской возвышенности) и Мещерской низменностью. Граничит на юге с городским округом Балашиха, на западе — с городским округом Королёв (город Королёв) и городским округом Ивантеевка (город Ивантеевка) и Пушкинским районом, на востоке — с Ногинским районом, городским округом Черноголовка и городским округом Лосино-Петровский (город Лосино-Петровский), на севере — с городским округом Красноармейск (город Красноармейск) и Владимирской областью. Район со всех сторон окружает территорию городских округов Фрязино и Звёздный городок.
