Huyện Cái Nước nằm ở phía Nam tỉnh Cà Mau, cách trung tâm tỉnh Cà Mau 30 km. Diện tích tự nhiên 417,00 km², chiếm 7,88% diện tích của tỉnh. Vị trí địa lý của huyện từ 8,50 - 9,10 độ vĩ Bắc và từ 104,56 - 105,10 độ kinh đông. Phía bắc giáp thành phố Cà Mau, phía nam giáp huyện Năm Căn, phía tây giáp huyện Phú Tân và Trần Văn Thời, phía đông giáp huyện Đầm Dơi.