南丹縣位于廣西西北部，云貴高原南麓。地處東經107°1′至55′、北緯24°42′至25°37′之間，北回歸線以北，屬世界時區的東7區，比北京時間偏西一時區，地方時比北京區遲1小時。東與環江縣隔河相望，南、東南面與金城江區接壤，西南面與東蘭相連，西臨天峨縣，北、西北、東北3面分別與貴州省黔南州的羅甸、平塘、獨山、荔波4縣交界。縣境整個地形狹長，東西最大橫距72公里、南北最大縱距106公里，全縣總面積為3916.62平方公里。