Район расположен на юге республики Саха (Якутия), на Алданском щите. На поверхность выходят древнейшие кристаллические образования горных пород с возрастом более 3 миллиардов лет. Площадь района — 156,8 тыс. км². Самая высокая точка района — 2 264 м (гора у истоков р. Гонам).
Крупные реки района: Алдан, Унгра, Тимптон, Гонам, Учур, Амга. Все реки обладают быстрым течением, изобилуют перекатами и порогами. По проходимости относятся к III и IV категории сложности, судоходный участок реки Алдан составляет 1 763 км. Долины рек практически безлюдны и слабо освоены.
Согласно оценке природных условий жизни населения район значительно уступает равнинным территориям Центральной и Северо-Западной Якутии, лежащим до 1000 км севернее. По данным медикогеографического районирования территория относится к дискомфортным с затрудненной компенсацией, рекомендуемый срок проживания пришлых контингентов от 3 до 6 лет, полная адаптация возможна только для коренного населения, а оно составляет незначительную долю населения: 3,86 % — якуты, 4,11 % — эвенки.