南木林县位于西藏自治区的中南部，日喀则地区东部，雅鲁藏布江中上游北岸。东与拉萨市尼木县交界，西与谢通门县相邻，北与那曲地区申扎、班嘎两县接壤，南与日喀则市隔江相望，与日喀则地区相距76公里，总面积8848平方公里。
南木林县属高原温带半干旱季风气候区。日照强，旱雨季分明，降水较集中，昼夜温差大，雨热同季。年日照时数2928小时，年降水量350-400毫米。
