合阳县位于陕西省关中地区渭北黄土台原东部,黄河中游的西侧,地理坐标在东经109°58'33″~110°27′00″和北纬34°59′~35°26′之间,属东七世界标准时区。南与大荔县毗邻,北与黄龙县、韩城市接壤,东临黄河与山西省临猗县相望,西隔大峪河与澄城县相连。县城位于县境中部,西南距大荔县城66公里,距渭南地区行署驻地渭南市125公里,距省会西安市区191公里;东北距韩城市区53公里,距首都北京市区990公里;西北距黄龙县城68公里;西距澄城县城28公里。
合阳县境域变化,元代以前无考。据明嘉靖二十年(1541)魏廷揆撰《郃阳县志》载:郃阳县境域,“东到山西临晋县界四十里,西至澄城县界二十里,南至朝邑县界五十里,北至宜川县界七十里……延六十里,袤一百二十里。”又据清乾隆三十四年(1769)孙酉峰撰《郃阳县全志》载:“疆域广六十里,袤一百二十里,东临晋,东南永济,南朝邑,西南及正西澄城,西北洛川,北宜川,东北韩城里”。民国27年(1938),将本县西北部红石崖一带213平方公里划入黄龙垦区(今属黄龙县)。1958年12月本县并入韩城县,1961年8月恢复原制。此后至今,县境内南北长41.8公里,东西宽约35.6公里,总面积1341.46平方公里,约占陕西省总面积的0.5%,占渭南地区总面积的9.79%。南极为路井镇的高原寨,与大荔县高明乡接壤;东北极为王家洼乡的东同蹄村,与韩城市芝川镇相依;西北极为皇甫庄乡邓家寨,与黄龙县红石崖乡为邻;东极为东王乡夏阳村,以黄河水平中线与山西省临猗县为界;西极为王村镇的张家河,与澄城县雷家洼乡相连。