托里县位于中国新疆维吾尔自治区西北部，准噶尔盆地西侧，塔额盆地东南部。具体地理位置如下：
东部：与克拉玛依市及和布克赛尔蒙古自治县相邻。
西部：与裕民县相连。
南部：与乌苏市、精河县、博乐市相望。
西南部：与哈萨克斯坦共和国接壤，边境线长约58公里。
北部：与额敏县交界。
托里县地势中间高，边缘低，拥有丰富的水资源，包括多条河流，如达尔布特河、乌尔雪勒特河等。气候属于温带大陆性半干旱气候，夏季凉爽，冬季多风雪。托里县总面积约为21300平方千米。县城托里镇距自治区首府乌鲁木齐市公路里程大约为512公里