伊金霍洛旗地处鄂尔多斯高原东南部,毛乌素沙漠东北边缘,东与准格尔旗、陕西省府谷县接壤,西与乌审旗、杭锦旗交界,东与东胜区毗连,南隔红碱淖与陕西省神木县相望,东西长120公里,南北宽61公里,总面积5600平方公里。