江北地处长江、嘉陵江北岸，在重庆市中部北侧，东与巴南区毗邻，南与渝中区、南岸区隔江相望，西、西北与沙坪坝区隔嘉陵江相望，北与渝北区接壤。辖区东西长42.90千米，南北宽1.49-14.38千米，幅员面积220.8平方千米，其中陆地194.3平方千米，占88.0%；水域26.5平方千米，占12.0%。

江北区地处川东平行岭谷区，沿江呈“S”形带状分布，西南东三面环江，地势东北高西南低。境内地形以红层丘陵为主，可分为岭丘、谷丘、台丘（坪）三类。因受川东平行岭谷区的制约，形成环山、铁山坪、义学大山三条狭长状山岭，自北向南平行延伸，形成东西之间的三道屏障。境内最高点位于义学大山，海拔687米；最低点位于御临河与长江交汇处，海拔152米。

江北区境内已探明矿产有砖瓦用页岩、建筑石料用灰岩、天然气、地热和矿泉水等。其中砖瓦用页岩储量103.2万立方米，可采量88.8万立方米；建筑石料用灰岩439.4万立方米，可采储量133.8万立方米，仅分布在明月峡—义学大山一线山岭区；拥有两个大型地热水矿点，储量1.14×1010兆瓦，属于天然医疗热矿水；辖区东部出露须家河组储矿地层冷矿泉水储量大，日出水量120立方米，矿泉水以锶偏硅酸元素组分为主。