Никольский район расположен на юго-востоке Вологодской области. Граничит на западе - с Бабушкинским, на севере - с Кичменгско-Городецким районами; на востоке - с Вохомским, на юго-востоке - с Павинским, на юге - с Пыщугским, Кологривским и Межевским районами Костромской области. Районный центр - город Никольск.

Численность населения района на 1 января 2016 г. составляла 20297 чел. Площадь территории района составляет 7476 кв. км. Район расположен в умеренных широтах северного полушария. Лето умеренно теплое, зима холодная.

По территории Никольского края, представляющей собой слабоволнистую равнину, с запада на восток тянутся Северные Увалы, которые являются водоразделом двух бассейнов - Cеверодвинского и Волжского. К Северодвинскому бассейну относятся притоки верхней части реки Юг, Волжскому - притоки верхней части реки Унжи. Наиболее крупными притоками реки Юг являются реки - Лоха, Куданга, Кипшеньга, Шарженьга, Кер. Наиболее крупными притоками реки Унжа являются Кема, Лунданга. Река Кема имеет наиболее крупные притоки - Лантюг, Нюненьга. На территории района протекает более 700 рек и речек разной протяженности, из них 200 речек протяженностью более 10 км. Крупных озер в районе нет. Леса занимают 87 процентов общей площади района. Состоят в основном, из ели, сосны, березы, осины и т. д.

Фауна района представлена следующими видами: кабан, бурый медведь, лось, рысь, лисица, выдра, куница, норка, волк, белка, заяц, бобер, тетерев, глухарь, рябчик и т. д. В озерах и реках обитает несколько видов рыб. Наиболее распространены: щука, лещ, налим, окунь и другие. В четырёх водоемах выпущено 250 кг мальков карпа.

На территории района восемь особо охраняемых природных объектов. Из них шесть ландшафтных заказников — «Яшкин бор», «Талицкий лес», «Кудринский бор», «Бобришный угор», «Гладкий бор», урочище «Лопата»; один геологический комплексный заказник. В верховье речек Волжского бассейна расположен охотничий заказник охотничье — рыболовное хозяйство «Никольское». Взяты под охрану клюквенные болота общей площадью 943 гектара.