Okres Nitra leží v Nitrianskom kraji, v jeho západnej časti. Rozprestiera sa na juhozápadnom Slovensku v krajinnej oblasti Podunajská nížina, ktorej súčasťou je Nitrianska sprašová pahorkatina, Žitavská pahorkatina, v juhovýchodnej časti zasahuje Pohronská pahorkatina, pohorie Tribeč s vrchmi Žibrica (617) a Zobor (588 m n. m.). Dominantnými sú rieky Nitra a Žitava. Na severe hraničí s okresom Topoľčany a okresom Zlaté Moravce, na juhu s okresom Šaľa a Nové Zámky, na východe potom s okresom Levice a západnej hranici zdieľa s Trnavským krajom, s okresom Hlohovec. Má rozlohu 871 km2, žije tu 160 381 obyvateľov a priemerná hustota zaľudnenia je 184 obyvateľov na km2. Správne sídlo okresu je mesto Nitra. Je to okres s najvyšším počtom obyvateľov na Slovensku.