동쪽은 평강군과 남한의 철원군, 서쪽은 황해북도 토산군, 남쪽은 개성직할시 장풍군과 경기도 연천군, 북쪽은 평강군·이천군과 접하고 있다. 현재의 행정구역은 철원읍·유대포리·문암리·저탄리·정동리·월암리·하식점리·외학리·강산리·보막리·용학리·반석리·내문리·오동리·대전리·왕피리·중강리·상하리·입석리·적산리·마방리·밀암리·상마산리·삭녕리·오탄리·검사리·회산리·유정리·독검리·마장리·부압리·송현리·도밀리·적동리·갈현리·가승리·삼사리 등 1개읍 36개리로 되어 있다. 군소재지는 철원읍이다.
동부에는 철원평강고원이 있으며, 서부와 남부는 넓은 평야지대를 이룬다. 북서부 경계에는 마식령산맥이 뻗어내려 대왕덕산(788m)·직동산(556m)·기대봉(552m) 등이 솟아 있으며, 동부에 고암산(779m)·봉래산(456m)·발리봉(487m)·효성산(620m), 중부에 문바위산(645m)·영경산(582m)·말곰산(300m)·부암산(441m) 등이 있다. 임진강이 토산군과의 경계를 흐르며, 그 지류인 역곡천·평안천 등이 있다. 하천의 유량이 풍부하다.