利州区地处四川盆地北部边缘，嘉陵江上游。地势东北、西北高、中部低，形成北部中山区，中部河谷浅丘及平坝区，南部低山区的特殊地理环境。全区70%属山地类型。境内山峰属米仓山脉西、岷山脉东，龙门山脉东北三尾端的余脉。最高点西北部白朝乡的黄蛟山海拔1917米，最低点南部嘉陵江边的牛塞坝海拔454米。全区被嘉陵江、白龙江、清江河、南河4个水系划割为大光、艮台、黄蛟、云台、南山5个小山系。
利州区地处广元市腹心，为四川的北大门。是进出川的咽喉重地，自古以来都是川陕甘三省六地(市)十八县(区)交汇处的物资集散地，素有“川北门户”和“巴蜀金三角”之称。近可辐射广元市周边县区以及巴中、南充、汉中、陇南，远可连接西安、兰州、重庆、成都，是大西南、大西北两大片区的战略要地。随着宝成铁路复线、成（都）绵（阳）广（元）高速的建成和兰渝（兰州—重庆）铁路、广（元）南（充）高速公路、广（元）陕（西）界高速公路、广（元）甘（肃）界高速公路、广（元）巴（中）高速公路的开工建设以及广元机场（位于利州区盘龙镇）的复航，广元的交通优势更加突出。广元将成为四川唯一一个拥有铁路与高速公路双x线的地级城市，连接中国西南地区和西北地区的重要交通枢纽！