長野原町は、群馬県の北西部に位置し、東は東吾妻町、高崎市、西は嬬恋村、北は草津町、中之条町、 南は長野県軽井沢町に接しています。

町土の約８０パーセント近くが山林原野であり、南北に細長い地形と、高低差が約１０００メートルもあることから、多彩な自然があふれています。

町の北部は、吾妻川に沿って集落が立ち並ぶ標高５１０～８３０メートルの山岳傾斜地帯で、山が近くまで迫り平らな土地はあまり多くありません。一方、南部は浅間山の北麓に広がる標高９００～１３００メートルの浅間高原地帯です。平均気温は夏季が２０度、冬季はマイナス６度ほどで、最低気温はマイナス２０度まで下がることもあります。なお、北軽井沢（長野県境付近）の一部地域は上信越高原国立公園に含まれています。