皮山縣位于新疆維吾爾自治區南部，塔克拉瑪干大沙漠南緣，喀喇昆侖山北麓。東與和田縣、墨玉縣毗鄰，西同葉城縣相連，南與印度、巴基斯坦在克什米爾的實際控制區交界，北與麥蓋提縣、巴楚縣接壤。地處東經77°31′至79°38′，北緯35°22′至39°01′。縣境南北長423公里，東西寬67.5-144.5公里，總面積4.14萬平方公里，其中山區占37.9%，平原占22.6%，沙漠占39.5%。宜農地占2.3%，宜牧地占13.1%。縣人民政府位于315國道線旁，距自治區烏魯木齊市1811.6公里。