新巴尔虎左旗位于呼伦贝尔市西南部，东经117º33´～ 120º12´，北纬47º10´～ 49º47´。东与陈巴尔虎旗、鄂温克族自治旗为邻，南与兴安盟阿尔山市接壤，西与新巴尔虎右旗相依，西北连接满洲里市，北与俄罗斯以额尔古纳河为界，西南与蒙古国交界。全旗地域呈南北狭长状，东西最宽165公里，南北最长309公里，总面积为2.22万平方公里。
边境线总长305公里，其中中蒙边境新左旗管段207公里，中俄边境新左旗管段98公里。