噶爾縣位于中國西南部、西藏自治區(qū)西部、西藏阿里地區(qū)西南部。東南與阿里地區(qū)普蘭縣相鄰，南及西南與阿里地區(qū)扎達縣接壤，西北與印控克什米爾地區(qū)相連，北靠阿里地區(qū)日土縣，東與阿里地區(qū)革吉縣毗鄰。噶爾縣地理坐標為東經79°07′至81°10′，北緯30°58′至33°17′。

噶爾縣西部有伊拉日居山山脈，中部有西北至東南走向的岡底斯山脈，北部有則木日山，海拔高6051米，拉梅拉山，海拔高4828米。中部有日賽田山，海拔高4802米，阿弄拉山，海拔高6018米。西南部有拉加山，海拔高6261米。東部有羅布山，海拔高5603米。

噶爾縣境共有大小湖泊12個，系印度河的上游。流經藏西北干旱高寒區(qū)，全長430公里，流域面積2.7萬平方公里，年徑流量約7億立方米。發(fā)源于岡仁波齊峰北側，源頭海拔5164米，為冰緣地帶，下游流入荒漠區(qū)。途經革吉、獅泉河鎮(zhèn)等地，在扎西崗與支流噶爾藏布匯合。出境進入克什米爾后稱印度河。由于地處干旱區(qū)，獅泉河水系不甚發(fā)育，平均徑流深僅為25毫米，年徑流量約7億立方米，是西藏外流河中徑流量最小的河流。

噶爾縣屬高原亞寒帶干旱氣候區(qū)。干燥寒冷，太陽輻射強，日照時數(shù)長。噶爾縣全年平均氣溫在0.5℃。其中，7月份為最高，為13.8℃;最冷月均出現(xiàn)在1月，氣溫為-12.7℃。每年除7、8兩個月份外，其它月份都有不同程度的霜凍出現(xiàn)。年降水量73毫米。獅泉河鎮(zhèn)冬季極端最低氣溫-41℃，夏季極端最高氣溫21℃，晝夜溫差相當大，年溫差小，氣溫隨海拔高度呈垂直變化。一年四季可降雪。