镇赉县位于吉林省西北部白城市的北部，南起北纬45度28分，北至北纬46度18分；西起东经122度47分，东至东经124度24分。东靠嫩江与黑龙江杜尔伯特蒙古族自治县、肇源县隔江相望，西连内蒙古自治区科尔沁右翼前旗，南和西南分别与大安市、洮南市、洮北区为邻，北屯黑龙江泰来县、内蒙古自治区扎赉特旗接壤。幅员面积4737.43平方公里，处于松嫩平原的西部边缘上。西北部与大兴安岭外围台地相接地势较高，拔海160-210米；中部多连绵起伏的漫岗地，拔海131-170米；东部与南部有嫩江、洮儿河环绕，江河沿岸是比较肥沃的冲击平原，拔海128-150米。地势由西北向东南倾斜。土壤以草甸土、淡黑钙土为主，局部地方还有黑钙土、风沙土、栗钙土等等。

镇赉县地处中纬度内陆地区，属于温带大陆性季风气候，四季分明：春季（3-5月）回暖快、降水少，大风（6级以上）多；夏季（6-8月）阳光充足，高温炎热、雨量集中；秋季（9-11月）凉爽、昼夜温差大，雨量锐减；冬季（12-2月）寒冷、干燥少雪。