Иволгинский район расположен на левобережье реки Селенги, в центральной части Республики Бурятия.
Районный центр с. Иволгинск находится в 29 км юго-западнее г. Улан-Удэ на автотрассе «Улан-Удэ – Кяхта – Улан-Батор». Через район проходит железнодорожная ветка «Улан-Удэ – Наушки – Улан-Батор». На границе с районом расположен аэропорт «Байкал».