Phía đông giáp huyện Quỳ Châu
Phía đông nam giáp huyện Con Cuông.
Điều kiện tự nhiên
Huyện có diện tích tự nhiên là 2812,07 km2 (chiếm 17% diện tích toàn tỉnh),và là đơn vị cấp huyện có diện tích lớn nhất tỉnh Nghệ An và của cả nước, trong đó diện tích đất nông nghiệp chỉ có 901,09 ha (chiếm 0,32% diện tích tự nhiên của huyện), còn lại là đất lâm nghiệp và các loại đất khác. Toàn bộ huyện nằm trong vùng địa hình có độ cao trung bình từ 65 – 75 m so với mực nước biển, địa hình phức tạp, núi non hiểm trở,nhiều núi cao và có nhiều thung lũng nhỏ hẹp.Đồi núi bị chia cắt mạnh bởi 3 dòng sông chính là sông Cả, Nậm Nơn và Nậm Mộ, giao thông đi lại khó khăn. Khí hậu và thời tiết khắc nghiệt. Tài nguyên thiên nhiên khá phong phú,đa dạng nhưng trữ lượng không lớn. 97% diện tích là đồi núi, còn lại là những dãy đất nhỏ hẹp ven sông.
Dân c